L’hypertension artérielle pulmonaire (HTAP) est une maladie rare et incurable des artères pulmonaires qui entraîne une mort précoce. Dans l’HTAP, un excès de tissu cicatriciel et un épaississement des vaisseaux sanguins pulmonaires se produisent à la suite d’une augmentation de la « biomasse » cellulaire. Ces changements obstruent le flux sanguin et sont préjudiciables au cœur, mais jusqu’à présent, les caractéristiques de base de la biomasse dans les HAP n’étaient pas connues. Une équipe dirigée par des chercheurs du Brigham and Women’s Hospital (BWH), membre fondateur du système de santé Mass General Brigham, en collaboration avec Matthew Steinhauser, MD, expert en métabolisme et en imagerie cellulaire à l’Université de Pittsburg, et des chercheurs de l’Université de Vienne, a entrepris de mieux comprendre les origines de la biomasse artérielle dans les HAP.
À l’aide d’un modèle animal d’HTAP, l’équipe a appliqué la médecine en réseau et des outils d’imagerie moléculaire avancés pour identifier les blocs de construction chimiques qui sont absorbés par les cellules artérielles et contribuent finalement à l’obstruction des vaisseaux sanguins. En utilisant la spectrométrie de masse à imagerie multi-isotopes (MIMS) sous la direction de Steinhauser et Christelle Guillermier, PhD, au BWH, les chercheurs ont pu identifier l’emplacement et l’abondance des principaux contributeurs à la biomasse, y compris l’acide aminé proline et la molécule de sucre glucose. À l’aide de MIMS, l’équipe a visualisé des traceurs de proline et de glucose injectés dans la circulation sanguine d’un modèle animal de PAH. Ils ont vu que les molécules étaient utilisées par les cellules artérielles du poumon pour créer un excès de tissu cicatriciel (y compris la protéine collagène), ce qui contribuait à l’obstruction des vaisseaux sanguins.
« Notre étude décrit la première utilisation au monde de la spectrométrie de masse par imagerie multi-isotopes (MIMS) dans l’étude des maladies pulmonaires », a déclaré Bradley Wertheim, MD, de la division de médecine pulmonaire et critique de Brigham. « Le MIMS est un outil de microscopie puissant qui produit un ‘instantané moléculaire’ qui peut fournir des informations jusqu’à la résolution d’une seule cellule. »
« Ces résultats suggèrent que l’absorption et le métabolisme des précurseurs protéiques peuvent être fondamentaux pour la biologie des HAP. Une enquête plus approfondie sur la proline et le glucose dans les HAP humains pourrait révéler des opportunités d’inhiber la formation de biomasse, de prévenir l’obstruction des artères pulmonaires et de réduire le risque d’insuffisance cardiaque pour patients atteints d’HTAP », a déclaré le co-auteur principal Bradley Maron, MD, de la division de médecine cardiovasculaire de Brigham.
