Une section de tissu cardiaque qui révèle le lien glial du cœur (vert) interagit avec les neurones (bleu) et les cellules cardiaques (rouge), susceptibles de moduler la fonction cardiaque. Crédits : Nina Kikel-Coury, CC BY 4.0
La découverte suggère que les cellules gliales peuvent également être importantes dans d’autres organes.
Les cellules gliales du cœur aident à réguler la fréquence et le rythme cardiaques et à stimuler son développement dans l’embryon, selon une nouvelle étude publiée aujourd’hui (18 novembree, 2021) dans la revue en libre accès PLOS Biologie par Nina Kikel-Coury, Cody Smith et leurs collègues de l’Université de Notre Dame. La découverte fournit le portrait le plus détaillé à ce jour d’une population critique de cellules qui était auparavant mal comprise.
La glie est un ensemble diversifié de types de cellules, nommé à l’origine d’après le mot grec pour colle, et comprend des cellules qui entourent et nourrissent les neurones, et d’autres qui développent des réponses immunitaires au sein du système nerveux central. Dans le système nerveux périphérique, la glie est présente et vraisemblablement active dans plusieurs organes, notamment l’intestin, le pancréas, la rate et les poumons, bien que leur fonction ne soit pas claire dans la plupart des cas.
Récemment, une population cellulaire dans le cœur qui exprime un marqueur astroglial connu a été signalée, et une partie du cœur en développement appelée voie d’éjection comprend un groupe de cellules dérivées d’une structure embryonnaire appelée crête neurale, qui est la source de la plupart des cellules gliales périphériques.
Ces indices intrigants ont conduit les auteurs à approfondir l’identité et la fonction de ces cellules. Commençant chez le poisson zèbre, ils ont trouvé un groupe abondant de cellules dans les ventricules cardiaques qui ont produit des fibres fibrillaires gliales acide (GFAP), un marqueur classique de la glie. Des cellules GFAP-positives ont également été trouvées dans le cœur des souris et des humains. Ces cellules étaient concentrées dans ce qu’on appelle la voie d’écoulement au début du développement, une structure qui se forme dans le cœur pendant le développement et contribue à la voie qui relie les ventricules aux artères quittant le cœur. La destruction de ces cellules a augmenté le taux de développement nerveux dans le cœur embryonnaire, suggérant qu’elles jouent un rôle inhibiteur ou retardateur dans l’innervation cardiaque. Par diverses méthodes, y compris le suivi des cellules étiquetées individuellement lors de leur migration, les chercheurs ont montré que les cellules gliales qui s’installent dans la voie d’éjection commencent leur voyage dans la crête neurale. Ils ont appelé ces cellules nexus glia.
Mais quel est le rôle de ces cellules gliales dans le cœur mature ? Lorsque les auteurs ont retiré les cellules, la fréquence cardiaque a augmenté ; lorsque les cellules ont été réduites en les privant d’un gène clé qui pilote leur développement glial, le cœur qui en résulte bat de manière irrégulière. Une subdivision majeure du système nerveux périphérique, appelée système autonome, régule de nombreux aspects de la physiologie, y compris la fréquence cardiaque, à travers ses deux branches, les systèmes sympathique et parasympathique. En traitant le poisson zèbre avec des produits chimiques qui augmentent l’activité d’une branche ou d’une autre, ils ont montré que la glie cardiaque contrôle la fréquence cardiaque grâce à leur modulation des deux branches.
Les résultats élargissent considérablement la compréhension du rôle des cellules gliales dans le cœur et suggèrent que la glie peut également jouer un rôle critique dans le développement et la fonction d’autres organes où elles ont été aperçues. “Nos résultats indiquent un réseau étendu et sous-exploré de glies associées aux organes qui ont des rôles fonctionnels dépendant de l’environnement”, a déclaré Smith. « Une meilleure compréhension de ces populations astrogliales spécialisées est donc nécessaire, compte tenu de leur impact potentiel sur la physiologie des organes. »
Smith ajoute : « Les cellules de type astrocyte dans le SNP sont mal comprises. Nous montrons qu’une cellule de type astrocyte fonctionne au début du développement pour réguler le contrôle du système nerveux autonome du cœur. »
Référence : « Identification of astroglia-like heart nexus glia that are Critical Regulators of Card Development and Function » par Kikel-Coury NL, Brandt JP, Correia IA, O’Dea MR, DeSantis DF, Sterling F, et al., 18 novembre 2021, PLOS Biologie.
DOI : 10.1371/journal.pbio.3001444
Financement : Ce travail a été soutenu par l’Université de Notre Dame, la famille Elizabeth et Michael Gallagher (CJS), les Centers for Zebrafish Research and Stem Cells Regenerative Medicine de l’Université de Notre Dame (CJS), la Fondation Alfred P. Sloan (FG -2017-9531)(CJS) et l’Institut national de la santé (DP2NS117177)(CJS). Les bailleurs de fonds n’ont joué aucun rôle dans la conception de l’étude, la collecte et l’analyse des données, la décision de publier ou la préparation du manuscrit.
