Suite à une crise cardiaque, le corps humain est incapable de réparer les tissus perdus en raison de l’incapacité du cœur à générer de nouveaux muscles. Cependant, le traitement avec des cellules progénitrices cardiaques pourrait entraîner la formation de cellules cardiaques fonctionnelles sur les sites lésés. Cette nouvelle approche thérapeutique est introduite par une équipe internationale en Biologie Cellulaire Nature. L’objectif est de démarrer des études cliniques d’ici deux ans.
Comment la fonction cardiaque peut-elle être restaurée après une crise cardiaque ? Avec environ 18 millions de décès chaque année dans le monde dus aux maladies cardiovasculaires selon l’Organisation mondiale de la santé (OMS), cela fait l’objet de recherches dans le monde entier. Une réponse possible pourrait être le traitement avec un pool enrichi de progéniteurs ventriculaires dérivés de cellules souches pluripotentes humaines, ou HVP en abrégé. Une équipe internationale composée de l’Université technique de Munich (TUM) et de son hôpital universitaire Klinikum rechts der Isar, de l’Institut suédois Karolinska, de la startup suédoise de biotechnologie Procella Therapeutics et de la société biopharmaceutique AstraZeneca a étudié cette approche dans une étude publiée dans la revue Biologie Cellulaire Nature.
De nombreuses maladies cardiaques entraînent la mort des cellules du muscle cardiaque et des vaisseaux sanguins. Ils sont remplacés par du tissu cicatriciel fibreux, ce qui entraîne une détérioration supplémentaire de la fonction cardiaque. Certains animaux, en particulier les amphibiens et les poissons, peuvent réparer de tels dommages – une capacité presque entièrement absente du cœur d’un humain adulte. Une approche expérimentale pour restaurer le tissu cardiaque perdu est la thérapie par cellules souches. Des études antérieures ont inclus l’utilisation de cellules cardiaques issues de cellules souches, en particulier : les cardiomyocytes. Cependant, des effets secondaires fréquents tels que des battements cardiaques irréguliers et une arythmie mortelle se sont produits.
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Cellules progénitrices cardiaques au lieu de cellules cardiaques différenciées
En revanche, l’équipe travaillant avec Karl-Ludwig Laugwitz, professeur de cardiologie à TUM, étudie les cellules progénitrices ventriculaires humaines. Ces cellules jouent un rôle crucial dans la formation du cœur au cours du développement. Au fil du temps, ils se différencient en différents types de cellules du cœur, y compris les cardiomyocytes. L’équipe a réussi à produire un grand nombre de ces HVP à partir de cellules souches pluripotentes embryonnaires humaines.
Cela représente l’aboutissement de deux décennies de notre travail à essayer de trouver la cellule idéale pour reconstruire le cœur. »
Kenneth R. Chien, professeur de recherche cardiovasculaire, Karolinska Institutet
Mécanismes moléculaires complexes
Avec ces cellules, les scientifiques ont étudié les processus moléculaires complexes impliqués dans la réparation des zones endommagées du muscle cardiaque. « Lors d’enquêtes en laboratoire, nous avons pu montrer comment les HVP peuvent, en un sens, traquer les régions endommagées du cœur, migrer vers les sites de blessure et devenir des cellules cardiaques fonctionnelles. Ils empêchent également activement la formation de tissu cicatriciel en interagissant. avec des fibroblastes, comme nous appelons les cellules qui forment le cadre structurel du tissu conjonctif non fonctionnel », explique le professeur Laugwitz, qui dirige le premier département médical du Klinikum rechts der Isar de TUM.
Traitement réussi des cœurs de porc
Dans l’étape suivante, l’équipe interdisciplinaire a utilisé des porcs pour étudier l’efficacité du traitement d’un cœur endommagé avec des HVP. Physiologiquement, les cœurs de porc sont assez similaires à ceux des humains. En conséquence, les expériences avec des porcs sont souvent menées peu de temps avant le début des études sur des patients humains. Les résultats montrent que les lésions cardiaques peuvent être réparées de manière fiable, même chez les grands animaux, sans effets secondaires graves observés. « Le traitement a démontré avec succès la formation de nouveau tissu cardiaque et, surtout, l’amélioration de la fonction cardiaque et la réduction du tissu cicatriciel », a déclaré le Dr Regina Fritsche-Danielson, responsable de la recherche et du développement précoce chez AstraZeneca.
Les chercheurs visent à démarrer des études cliniques dans les deux prochaines années
Dans les mois et les années à venir, les scientifiques prévoient d’appliquer les résultats de leurs recherches actuelles pour développer un traitement pour les patients cardiaques. Une étape intermédiaire importante est le développement de lignées hypoimmunogènes de HVP. Actuellement, il est nécessaire d’inactiver le système immunitaire du receveur pour l’empêcher de détruire la cellule de traitement. Les cellules hypoimmunogènes élimineraient la nécessité de cette étape, car elles ne seraient pas identifiées comme des corps étrangers pour le receveur. D’autres recherches seront menées sur les cellules hypoimmunogènes et les effets secondaires possibles. L’objectif est de démarrer des études cliniques sur l’utilisation thérapeutique des HVP d’ici deux ans.
« Les nouvelles connaissances sur l’utilisation thérapeutique des HVP représentent une étape importante dans le traitement de divers patients atteints d’insuffisance cardiaque grave », déclare le professeur Karl-Ludwig Laugwitz. « En particulier, les patients plus âgés atteints de maladies coexistantes, pour lesquels une chirurgie cardiaque majeure représenterait une contrainte excessive, bénéficieraient d’un traitement avec des HVP. »
