Chez les mammifères, y compris les humains, les cellules qui contractent le muscle cardiaque et lui permettent de battre ne se régénèrent pas après une blessure. Après une crise cardiaque, il y a une perte dramatique de ces cellules du muscle cardiaque et celles qui survivent ne peuvent pas répliquer efficacement. Avec moins de ces cellules contractiles, appelées cardiomyocytes, le cœur pompe moins de sang à chaque battement, ce qui entraîne une augmentation de la mortalité associée aux maladies cardiaques.
Les chercheurs de l'University of Pennsylvania's School of Engineering and Applied Scienced et du Perelman School of Medicine ont utilisé des modèles de souris pour démontrer une nouvelle approche de reprise de la réplication dans les cardiomyocytes existants, soit un gel injectable qui libère lentement de courtes séquences génétiques appelées microARN dans le muscle du coeur. Les résultats sont publiés dans le journal Nature Biomedical Engineering.
Bien que les raisons pour lesquelles les cardiomyocytes ne se régénèrent pas ne soient pas entièrement comprises, les chercheurs ont utilisé des microARN ciblant les voies de signalisation liées à la prolifération cellulaire et inhibant certains des signaux d'arrêt inhérents qui empêchent la réplication des cardiomyocytes. Cela a entraîné des cardiomyocytes réactivant leur potentiel prolifératif. Avec plus de cellules cardiaques se divisant et se reproduisant, les souris traitées avec ce gel après une crise cardiaque ont montré une amélioration de la récupération dans les catégories qualifiées cliniquement pertinentes.
Pour tester leur gel, les chercheurs ont utilisé trois types de modèles de souris.
Le premier groupe était normal, des souris en bonne santé. Quelques jours après l'injection du gel, leur tissu cardiaque a montré des biomarqueurs accrus de la prolifération des cardiomyocytes.
Le deuxième groupe était appelé «souris Confetti», parce qu'elles sont génétiquement modifiées de sorte qu'elles ont des cardiomyocytes individuels qui expriment de manière aléatoire l'une des quatre protéines fluorescentes différentes. Ces marqueurs fluorescents ont permis aux chercheurs de voir que les cardiomyocytes individuels se divisaient en effet en réponse au traitement par micro-ARN-gel. Après avoir induit des crises cardiaques chez les souris et introduit le microARN-gel, les chercheurs ont pu voir que les cardiomyocytes simples rouges, jaunes ou verts étaient devenus des amas, allant de deux à huit cellules de la même couleur.
Le troisième groupe était constitué de souris dans lesquelles des crises cardiaques étaient également induites, ce qui permettait d'étudier les résultats cliniquement pertinents du traitement. Ces souris ont montré une récupération améliorée par rapport aux contrôles, y compris une fraction d'éjection plus élevée, soit plus de sang pompé à chaque battement et de plus petites augmentations de la taille du cœur. Les coeurs dilatés sont une conséquence fréquente des crises cardiaques, la zone élargie étant composée de tissu cicatriciel non contractile (tissu ne pouvant se contracter)
Les chercheurs y voient un changement concernant les approches pour la médecine régénérative, en utilisant des alternatives à la livraison de cellules souches. Selon ces derniers, au lieu d'introduire de nouvelles cellules pouvant avoir leurs propres problèmes de livraison, ils activent simplement des mécanismes de réparation dans les cellules qui survivent à des blessures dans le cœur et d'autres tissus
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