Le nœud auriculo-ventriculaire (AV) de la souris. La coloration verte indique les cellules du nœud AV, tandis que la coloration rouge met en évidence les cellules musculaires auriculaires voisines. Tous les noyaux cellulaires sont colorés en bleu. Crédit: UT Southwestern Medical Center
Les cellules spécialisées qui propagent les battements cardiaques ont la capacité de se régénérer après la naissance, selon une étude menée par des scientifiques de l’UT Southwestern.
Les cellules spécialisées qui conduisent l’électricité pour maintenir le rythme cardiaque ont une capacité jusqu’alors inconnue de se régénérer dans les jours qui suivent la naissance, suggère une nouvelle étude chez la souris menée par des chercheurs de l’UT Southwestern. Le constat, publié en ligne dans le Journal d’investigation clinique, pourrait éventuellement conduire à des traitements pour les troubles du rythme cardiaque qui évitent le recours à des stimulateurs cardiaques ou à des médicaments invasifs en encourageant plutôt le cœur à se guérir.
« Les patients atteints d’arythmie n’ont pas beaucoup d’options intéressantes », a déclaré le responsable de l’étude Nikhil V. Munshi, MD, Ph.D., cardiologue et professeur agrégé de médecine interne, de biologie moléculaire et au Eugene McDermott Center for Human La croissance et le développement. “Nos résultats suggèrent qu’un jour nous pourrons peut-être provoquer la régénération du cœur lui-même pour traiter ces conditions.”
Nikhil V. Munshi, MD, Ph.D. Crédit: UT Southwestern Medical Center
Le Dr Munshi étudie le système de conduction cardiaque, un système interconnecté de cellules musculaires cardiaques spécialisées qui génèrent des impulsions électriques et transmettent ces impulsions pour faire battre le cœur. Bien que des études aient montré que les cellules musculaires cardiaques non conductrices ont une certaine capacité de régénération pendant un temps limité après la naissance – avec de nombreuses découvertes dans ce domaine dirigées par des scientifiques de l’UTSW – on pensait en grande partie que les cellules conductrices appelées cellules nodales perdaient cette capacité pendant la période fœtale.
Des recherches antérieures avaient suggéré que les cellules ganglionnaires néonatales perdent leurs qualités de cellules souches avant la naissance, leur conférant des propriétés régénératives négligeables. Cependant, a expliqué le Dr Munshi, leurs capacités de régénération n’avaient jamais été directement testées car il n’y avait aucun moyen d’éliminer uniquement les cellules nodales dans les modèles animaux pour stimuler la régénération.
Pour résoudre ce problème, le Dr Munshi et ses collègues ont utilisé le génie génétique pour développer des souris dont les cellules ganglionnaires auriculo-ventriculaires (AV), situées près de l’intersection des quatre cavités cardiaques, sont mortes lorsqu’elles ont été nourries avec le tamoxifène, un médicament contre le cancer du sein. Chez les souris adultes de cette souche qui ont reçu du tamoxifène, des échantillons de tissus et des électrocardiogrammes ont révélé des lésions cardiaques progressives résultant de la mort des cellules des ganglions AV au cours des semaines et des mois suivants. Cependant, lorsque des souris nouveau-nées ont été traitées, la fonction cardiaque a semblé être complètement normale chez un tiers des animaux environ un mois plus tard.
En y regardant de plus près, les chercheurs ont effectué des électrocardiogrammes sur des modèles murins nouveau-nés d’insuffisance ganglionnaire AV tous les deux jours après le traitement au tamoxifène. Ces tests ont révélé une blessure initiale au cœur qui s’est progressivement guérie chez de nombreux animaux. Bien que l’examen des tissus ait montré que cette guérison n’avait pas entraîné un cœur complètement normal à l’âge adulte, il suffisait que les souris aient un rythme cardiaque régulier.
Curieusement, une enquête plus approfondie a montré que les cellules cardiaques non musculaires étaient le type cellulaire prédominant qui proliférait après la mort des cellules nodales. Ces cellules semblaient moduler la production de protéines qui aident les cellules cardiaques à établir des connexions électriques.
Pourquoi ces protéines ont augmenté et pourquoi seulement environ un tiers des animaux ont montré une régénération restent flous, a déclaré le Dr Munshi. Lui et ses collègues prévoient de continuer à étudier les mécanismes moléculaires derrière ce phénomène pour acquérir plus de connaissances qui pourraient éventuellement conduire à un médicament capable de stimuler la voie de régénération à la demande pour faire repousser les ganglions endommagés chez les patients atteints d’arythmie.
Référence : « La lésion cardiomyocytaire inductible au sein du système de conduction auriculo-ventriculaire découvre la capacité de régénération latente chez la souris » par Lin Wang, Minoti Bhakta, Antonio Fernandez-Perez et Nikhil V. Munshi, 1er octobre 2021, Journal d’investigation clinique.
DOI : 10.1172 / JCI138637
Parmi les autres scientifiques de l’UTSW qui ont contribué à cette étude, citons Lin Wang, Minoti Bhakta et Antonio Fernandez-Perez.
Ce travail a été soutenu par des subventions des National Institutes of Health (HL136604, HL133642 et HL135217), du Burroughs Wellcome Fund (1009838) et de la March of Dimes Foundation (#5-FY13-203).