Le muscle cardiaque repousse après une crise cardiaque — confirmé pour la première fois chez l’humain

Une crise cardiaque détruit, en moyenne, environ un tiers des cellules musculaires dans les cavités touchées. Cette perte a toujours été considérée comme irréversible. Le muscle cardiaque, contrairement au foie ou à la peau, était réputé n’avoir quasiment aucune capacité à remplacer ce qu’une lésion majeure emporte. La cicatrice qui se forme sur le tissu cardiaque endommagé semblait être le dernier chapitre de l’histoire.

Il s’avère qu’il y a un autre chapitre. Des chercheurs de l’Université de Sydney, travaillant sur du tissu cardiaque vivant prélevé sur des patients lors d’un pontage coronarien, ont confirmé ce qui n’avait jamais été observé que chez la souris : après une crise cardiaque, le cœur humain commence à produire de nouvelles cellules musculaires.

Cette découverte ne signifie pas que le cœur se guérit tout seul. La réponse régénérative est bien trop faible pour compenser l’ampleur des dégâts. Mais prouver que cette capacité existe change ce sur quoi les chercheurs peuvent cibler leurs travaux – et soulève la possibilité qu’un traitement puisse un jour amplifier ce que le cœur tente déjà de faire.

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Comment ils l’ont mesuré

La difficulté à étudier le tissu cardiaque humain a toujours été un problème de timing. Lorsqu’un échantillon post-mortem arrive au laboratoire, les signaux moléculaires de la division cellulaire active se sont largement dissipés. Le Dr Robert Hume, premier auteur de l’étude et chercheur au Baird Institute for Applied Heart and Lung Research, a contribué à résoudre ce problème en développant une approche d’échantillonnage qui collecte du tissu chez des patients vivants.

Des patients consentants subissant un pontage coronarien au Royal Prince Alfred Hospital de Sydney ont accepté que de petits échantillons de tissu soient prélevés, à la fois dans les zones endommagées et non endommagées de leur cœur, pendant l’intervention. Les échantillons ont été conservés en moins de quinze minutes par congélation à l’azote liquide, ce qui a bloqué l’activité biologique sur place. Ce niveau de fidélité, impossible avec du matériel post-mortem, a permis à l’équipe de détecter ce que les études antérieures avaient manqué : une augmentation statistiquement significative de la mitose des cardiomyocytes – le processus par lequel les cellules musculaires se divisent et se reproduisent – dans le cœur des patients ayant subi un infarctus.

« Nous avons pu montrer une augmentation statistiquement significative de la mitose des cardiomyocytes dans les cœurs humains infarctus », a noté le Dr Hume. Les scientifiques avaient auparavant observé le même effet chez la souris. C’est la première fois que cela est documenté directement dans du tissu humain.

Ce que les crises cardiaques détruisent réellement

L’ampleur du problème explique pourquoi cette découverte compte, même si le signal régénératif est modeste. Une crise cardiaque sévère peut éliminer jusqu’à un milliard de cardiomyocytes – des cellules dont le cœur dépend pour battre et coordonner le timing entre les cavités. Le muscle qui survit doit compenser, souvent en s’étirant. Avec les années, cette compensation échoue. Le cœur s’élargit, s’affaiblit et sa capacité à pomper le sang vers le reste du corps diminue.

Cette issue, c’est l’insuffisance cardiaque, et elle n’a pas de solution simple. Rien qu’en Australie, environ 144 000 personnes vivent avec cette pathologie. La transplantation est actuellement le seul traitement définitif, et le pays réalise environ 115 opérations de ce type chaque année. L’écart entre les besoins et l’offre ne peut pas se combler par la seule chirurgie.

Les maladies cardiovasculaires restent la première cause de décès dans le monde. Tout traitement qui modifierait les chances après une crise cardiaque – même modestement – toucherait une population de plusieurs dizaines de millions de personnes.

Pourquoi cela ne règle pas la question

La réponse régénérative naturelle du cœur, telle qu’on la comprend actuellement, ne peut pas suivre le rythme de la lésion qui la déclenche. La mort cellulaire provoquée par un infarctus majeur dépasse largement le nombre de nouveaux cardiomyocytes que le cœur génère en réponse. Le Dr Hume l’a reconnu directement : la réponse régénérative, bien que réelle, n’est pas suffisante pour empêcher le cœur de rester cicatrisé.

Il y a aussi une question de mécanisme que le domaine n’a pas entièrement résolue. Des recherches connexes sur des cœurs humains défaillants ont montré que de nombreux événements de réplication de l’ADN dans les cardiomyocytes impliquent une polyploïdisation – où les cellules accumulent des copies supplémentaires de leur génome sans réellement se diviser – et une multinucléation, plutôt qu’une division mitotique standard. Distinguer la prolifération véritable de ces processus connexes mais distincts fait partie du défi technique que le modèle de tissu vivant de l’équipe de Sydney est désormais en mesure de relever.

La recherche s’est également appuyée sur une population de patients spécifique – des personnes déjà programmées pour un pontage – qui pourrait ne pas représenter l’ensemble du spectre des patients victimes de crise cardiaque. Des études plus vastes et plus diversifiées seront nécessaires pour comprendre à quel point ce signal régénératif apparaît de manière constante et s’il diffère chez les patients plus jeunes, ceux ayant des tailles d’infarctus différentes, ou ceux traités tôt par rapport à tard.

Ce que suggèrent les protéines pour la suite

L’équipe a également identifié plusieurs protéines dans le tissu humain qui avaient déjà été liées à la régénération cardiaque chez la souris. Ces protéines constituent la piste précoce la plus concrète pour le développement thérapeutique. Si elles sont les interrupteurs moléculaires qui déclenchent la division des cardiomyocytes en réponse à une lésion, elles deviennent des cibles – des choses qu’un médicament pourrait activer ou amplifier.

Le professeur Sean Lal, auteur principal de l’étude et cardiologue spécialiste de l’insuffisance cardiaque au Royal Prince Alfred Hospital, a décrit ce vers quoi l’équipe travaille : « En fin de compte, l’objectif est d’utiliser cette découverte pour fabriquer de nouvelles cellules cardiaques capables d’inverser l’insuffisance cardiaque. Utiliser des modèles de tissu cardiaque humain vivant dans nos travaux signifie que nous aurons des données plus précises et plus fiables pour développer de nouvelles thérapies contre les maladies cardiaques. »

Le modèle de tissu vivant est désormais en lui-même un outil de recherche indépendant de ce seul résultat. Parce qu’il préserve l’état moléculaire du cœur au moment de l’opération, il peut être utilisé pour tester des composés qui pourraient stimuler la division cellulaire – sans qu’une autre personne n’ait besoin de faire une crise cardiaque au préalable.

Questions courantes sur la régénération cardiaque

Le cœur humain peut-il se réparer après une crise cardiaque ?

Le cœur a une capacité naturelle limitée à produire de nouvelles cellules musculaires après un infarctus, comme le confirme cette étude pour la première fois dans du tissu humain. La régénération se produit par mitose des cardiomyocytes – la division cellulaire. Le nombre de nouvelles cellules produites est bien trop faible pour remplacer le muscle perdu lors d’un infarctus majeur, donc la réponse de réparation du cœur existe mais est fonctionnellement insuffisante à elle seule.

Pourquoi les médecins ne peuvent-ils pas déjà soigner l’insuffisance cardiaque ?

L’insuffisance cardiaque résulte d’une perte musculaire irréversible : le cœur compense les zones affaiblies en travaillant plus fort, ce qui finit par échouer. Une greffe de cœur est le seul traitement curatif, et l’offre d’organes de donneurs est sévèrement limitée. Environ 144 000 Australiens vivent avec une insuffisance cardiaque, contre environ 115 greffes réalisées chaque année. L’écart entre les patients et les organes disponibles motive la recherche de traitements capables de régénérer le muscle endommagé.

Qu’a fait cette étude de différent par rapport aux recherches précédentes ?

Les études précédentes sur la régénération cardiaque utilisaient du tissu post-mortem. Au moment où ces échantillons arrivent au laboratoire, les signaux moléculaires de la division cellulaire ont disparu. L’équipe de Sydney a collecté du tissu chez des patients vivants pendant un pontage et l’a préservé en moins de quinze minutes par congélation à l’azote liquide. Cette approche a capturé des processus biologiques actifs que l’échantillonnage post-mortem manque – y compris le signal de division cellulaire qui constitue la découverte centrale de l’étude.

Dans combien de temps un traitement sera-t-il disponible ?

Il n’existe encore aucun traitement clinique basé sur cette découverte. L’équipe a identifié des protéines qui pourraient réguler la division des cardiomyocytes, et celles-ci sont désormais des cibles pour le développement de médicaments. L’importance de ces travaux est qu’ils ouvrent une voie thérapeutique auparavant considérée comme fermée : le cœur humain adulte peut fabriquer du nouveau muscle, et les chercheurs disposent désormais d’un outil pour étudier comment lui faire faire cela à une échelle utile.

La prochaine phase de la recherche tentera d’identifier quelles protéines peuvent être amplifiées dans le modèle de tissu vivant, et si cela augmente le taux de division cellulaire à des niveaux qui pourraient réalistement compenser les dommages de l’infarctus.

Étiquettes: biology, cardiac regeneration, cardiology, cardiomyocyte, heart attack, heart failure

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