Une étude offre un nouvel espoir pour la réparation et la régénération cardiaque avec une activité mitochondriale réduite

Les médecins de l’USF Health Heart Institute sont optimistes quant à la régénération cardiaque. Mais lorsque ces batteries – les cellules du muscle cardiaque appelées cardiomyocytes – court-circuitent et meurent, les dégâts peuvent être dévastateurs. Les dommages au muscle cardiaque sont généralement permanents, laissant le cœur incapable de pomper comme il le devrait.

C’est le sujet d’une nouvelle étude menée par une équipe comprenant deux médecins de l’USF Health qui ont rapporté leurs conclusions dans Circulationla revue phare de l’American Heart Association.

Une blessure comme une crise cardiaque crée une perte massive de cardiomyocytes et vous ne pouvez pas les renouveler. La question est donc de savoir comment faire en sorte que le cœur se répare tout seul.

Da-Zhi Wang, PhD, directeur du centre de médecine régénérative de l’USF Health Heart Institute et du Morsani College of Medicine

L’étude de la réparation cardiaque est un thème constant du laboratoire de recherche du Dr Wang, qui a récemment déménagé de la Harvard Medical School à l’USF, où il était professeur au Boston Children’s Hospital. Le Dr Wang, maintenant professeur de médecine interne, de pharmacologie moléculaire et de physiologie au Morsani College of Medicine, est l’un des auteurs principaux de l’étude intitulée « La traduction réduite des protéines mitochondriales favorise la prolifération des cardiomyocytes et la régénération cardiaque. » Les mitochondries, qui résident à l’intérieur des cellules des cardiomyocytes, sont essentielles à la réparation d’un cœur endommagé et même à la prévention de futures crises cardiaques ou maladies coronariennes.

“L’élément clé de cette étude est le lien avec la régénération cardiaque”, a déclaré John Mably, PhD, un autre auteur de l’étude. “Si vous souhaitez que votre cœur fonctionne jusqu’à 90 ans, cela vous intéressera, ou toute personne souffrant d’une maladie cardiaque ou ayant eu une crise cardiaque.

Le Dr Mably est professeur agrégé de médecine interne au Morsani College of Medicine et membre du Center for Regenerative Medicine et de l’USF Health Heart Institute. L’équipe USF Health est soutenue par l’USF Health Heart Institute du Morsani College of Medicine et par des subventions des National Institutes of Health. Le Dr Jinghai Chen (qui s’est formé avec le Dr Wang) et les membres de son laboratoire de l’École de médecine de l’Université du Zhejiang en Chine sont également les auteurs de l’article.

Les cardiomyocytes sont les éléments constitutifs du tissu cardiaque et sont essentiels au fonctionnement normal du cœur. Parce que le cœur se contracte constamment, il a besoin d’une immense quantité d’énergie produite par les mitochondries, les minuscules structures sous-cellulaires souvent appelées la centrale électrique de la cellule. Étant donné que la synthèse des protéines mitochondriales est essentielle à leur structure ainsi qu’à la fonction cardiaque normale, les auteurs ont concentré une grande partie de leur étude sur la façon dont l’altération de l’équilibre des protéines mitochondriales affecte la santé cardiaque.

“Le muscle cardiaque se contracte depuis le début du développement jusqu’au jour de votre mort, il nécessite donc une énorme quantité d’énergie pour fonctionner”, a ajouté le Dr Mably. “C’est ce que fournissent les mitochondries ; c’est comme l’essence dont vous avez besoin pour faire fonctionner votre voiture.

L’importance des mitochondries dans la fonction cardiaque normale est bien reconnue et des études récentes ont impliqué des modifications du métabolisme mitochondrial dans certaines formes de maladies cardiaques. Ce travail est issu d’une étude antérieure réalisée par ce groupe. Ils ont montré que la perte d’une protéine appelée MRPS5 dans le cœur en développement entraîne des malformations cardiaques et la mort embryonnaire ; la perte de ce gène à certains stades après la naissance a entraîné une hypertrophie du cœur et éventuellement une défaillance. Il a été démontré que la cause de ces anomalies cardiaques provenait d’un déséquilibre dans la communication entre les mitochondries et le noyau de la cellule.

Dans cette nouvelle étude, les auteurs examinent les effets d’une diminution de MRPS5, plutôt que de sa perte complète, sur la prolifération des cardiomyocytes. Des dommages importants dus à une lésion cardiaque, souvent consécutifs à une crise cardiaque grave, peuvent entraîner une insuffisance cardiaque, car le cœur n’est plus capable de se contracter normalement. En effet, le tissu endommagé du myocarde adulte, la couche musculaire du cœur, est incapable de se réparer après une blessure. Ces scientifiques ont découvert qu’une légère réduction de l’activité mitochondriale dans le cœur adulte pourrait faciliter la régénération cardiaque après une lésion cardiaque, ce qui pourrait ouvrir la voie à une nouvelle voie de traitement des crises cardiaques et d’autres maladies cardiaques.

« Nous espérons travailler avec l’industrie pharmaceutique et apprendre comment mieux protéger ou réparer les cœurs contre les dommages », a déclaré le Dr Wang. « Actuellement, les cliniciens ne peuvent pas faire grand-chose en cas de crise cardiaque. Cette approche pourrait aider le cœur à revenir à la normale. Nous pourrions peut-être repousser ou réparer le cœur en utilisant une approche de thérapie génique.

À l’instar du lapin Energizer, cela pourrait conduire à une nouvelle façon de traiter les maladies cardiaques pour permettre aux cœurs plus âgés de « continuer à avancer… »