Une nouvelle étude montre que, dans des cultures de cellules humaines et de poissons zèbres, la neurohormone ocytocine – également connue sous le nom d'”hormone de l’amour” – stimule les cellules souches dérivées de la couche externe du cœur (épicarde) pour qu’elles migrent vers sa couche moyenne (myocarde) et se transforment en cardiomyocytes, les cellules musculaires qui génèrent les contractions cardiaques. Cette découverte pourrait un jour être utilisée pour favoriser la régénération du cœur humain après une crise cardiaque.
Wasserman et al. présentent des preuves que l’ocytocine, un neuropeptide de neuf acides aminés produit par l’hypothalamus et libéré par l’hypophyse postérieure, peut être le chaînon manquant pour obtenir une prolifération, une activation et une migration suffisantes des EpiPC pour régénérer complètement le myocarde perdu dans le cœur blessé. Crédit image : DARPA.
“Nous montrons ici que l’ocytocine est capable d’activer les mécanismes de réparation du cœur dans les cœurs blessés chez le poisson zèbre et les cultures cellulaires humaines, ouvrant la porte à de nouvelles thérapies potentielles pour la régénération du cœur chez l’homme”, a déclaré l’auteur principal, le Dr Aitor Aguirre, chercheur au département d’ingénierie biomédicale de l’Université d’État du Michigan.
Les cardiomycètes meurent généralement en grand nombre après une crise cardiaque. Comme il s’agit de cellules hautement spécialisées, elles ne peuvent pas se reconstituer.
Mais des études antérieures ont montré qu’un sous-ensemble de cellules dans l’épicarde peut subir une reprogrammation pour devenir des cellules de type souche, appelées cellules progénitrices dérivées de l’épicarde (EpiPC), qui peuvent régénérer non seulement les cardiomyocytes, mais aussi d’autres types de cellules cardiaques.
“Pensez aux EpiPCs comme aux tailleurs de pierre qui réparaient les cathédrales en Europe au Moyen-Âge”, a déclaré le Dr Aguirre.
“Malheureusement pour nous, la production d’EpiPCs est inefficace pour la régénération du cœur chez l’homme dans des conditions naturelles.”
Le Dr Aguirre et ses collègues ont découvert que chez le poisson zèbre, dans les trois jours suivant une cryo-lésion – blessure due à la congélation – du cœur, l’expression de l’ARN messager de l’ocytocine augmente jusqu’à 20 fois dans le cerveau.
Ils ont ensuite montré que cette ocytocine se déplace ensuite vers l’épicarde du poisson zèbre et se lie au récepteur de l’ocytocine, déclenchant une cascade moléculaire qui stimule les cellules locales pour qu’elles se développent et deviennent des EpiPCs.
Ces nouveaux EpiPCs migrent ensuite vers le myocarde du poisson zèbre pour se développer en cardiomyocytes, en vaisseaux sanguins et en d’autres cellules cardiaques importantes, afin de remplacer celles qui ont été perdues.
Les chercheurs ont montré que l’ocytocine a un effet similaire sur les tissus humains. in vitro.
L’ocytocine – mais aucune des 14 autres neurohormones testées ici – stimule les cultures de cellules souches pluripotentes humaines induites (hIPSC) pour qu’elles deviennent des EpiPC, jusqu’à deux fois plus vite que le taux basal : un effet beaucoup plus fort que celui d’autres molécules dont on a montré précédemment qu’elles stimulaient la production d’EpiPC chez la souris.
Inversement, l’élimination génétique du récepteur de l’ocytocine a empêché l’activation régénératrice des EpiPCs humains en culture.
Les auteurs ont également montré que le lien entre l’ocytocine et la stimulation des EpiPCs est l’importante ” voie de signalisation TGF-β “, connue pour réguler la croissance, la différenciation et la migration des cellules.
“Ces résultats montrent qu’il est probable que la stimulation par l’ocytocine de la production d’EpiPC est conservée dans l’évolution chez les humains dans une large mesure”, a déclaré le Dr Aguirre.
“L’ocytocine est largement utilisée en clinique pour d’autres raisons, donc la réadaptation pour les patients après une lésion cardiaque n’est pas un long effort d’imagination.”
“Même si la régénération du cœur n’est que partielle, les bénéfices pour les patients pourraient être énormes.”
“Ensuite, nous devons examiner l’ocytocine chez les humains après une lésion cardiaque. L’ocytocine elle-même a une courte durée de vie dans la circulation, ce qui pourrait entraver ses effets chez l’homme. Des médicaments spécialement conçus avec une demi-vie plus longue ou une plus grande puissance pourraient être utiles dans ce contexte.”
“Dans l’ensemble, les essais précliniques sur les animaux et les essais cliniques sur les humains sont nécessaires pour avancer.”
L’étude a été publiée dans le journal Frontiers in Cell and Developmental Biology (Frontières de la biologie cellulaire et du développement).
