LE CUR des mammifères se développe à partir de deux groupes distincts de progéniteurs issus du premier territoire cardiaque (PTC) et du second territoire cardiaque (STC).
Il est crucial de définir l'identité de ces progéniteurs et les voies qui mènent à la formation du muscle ventriculaire, pour comprendre la cardiogenèse et développer la médecine cardio-vasculaire régénératrice.
Bien que l'on ait montré que des progéniteurs multipotents donnent naissance à des cardiomyocytes, ainsi qu'à des cellules musculaires lisses et des cellules endothéliales, le mécanisme qui gouverne la génération du grand nombre des lignées descendantes reste mal compris. De plus, à ce jour, les scientifiques n'ont pas réussi à générer, à partir des progéniteurs, un muscle cardiaque robuste qui puisse fonctionner dans un cur malade.
Une équipe de chercheurs américains rapporte maintenant une avancée dans la revue « Science ».
Domian et coll. ont exploité un système de deux protéines marqueurs fluorescentes - rouge et verte - afin d'isoler les progéniteurs du premier territoire cardiaque (PTC) et du second territoire cardiaque (STC) dans des embryons de souris transgéniques en développement, et les cellules souches embryonnaires.
Ils ont ensuite analysé génétiquement ces deux populations de progéniteurs cardiaques, et ont constaté une expression de signatures moléculaires distinctes, avec des sous-groupes différents d'ARN messagers (ARNm) et de microARN.
Obtention d’un fin film ventriculaire bidimensionnel.
Enfin, ils ont identifié, dans la lignée Ilot 1, une cellule progénitrice ventriculaire engagée qui est capable, in vitro, de proliférer, de se différencier et de s'assembler en un tissu musculaire ventriculaire (film fin musculaire, bidimensionnel) totalement fonctionnel, avec des battements spontanés (20 contractions/minute).
« Tandis que l'îlot 1 marque principalement le territoire cardiaque secondaire (TCS), il n'existait pas de marqueurs distincts pour les lignées du territoire cardiaque primaire (TCP) qui contribuent au ventricule gauche », notent les chercheurs.
« Dans cette étude, nous identifions des signatures transcriptionnelles distinctes pour les lignées du TPC et TCS, y compris l'expression de sous-groupes uniques de microARNs, ce qui suggère que ces lignées ont des identités distinctes. L'identification de marqueurs du TCP devrait permettre d'analyser rigoureusement leur rôle dans le développement cardiaque et dans la maladie. Avec les progrès récents enregistrés dans la production des cellules souches pluripotentes induites, il devrait être possible maintenant d'isoler les progéniteurs cardiaques spécifiques des patients et des maladies, ajoutent les chercheurs. La combinaison de la technologie d'ingénierie tissulaire avec la biologie des cellules souches représente par conséquent une approche pour le développement de modèles humains de maladies et une plate-forme pour la découverte et le développement de médicaments. »
« L'insuffisance cardiaque avancée représente un important besoin clinique insatisfait, résultant de la perte de cellules musculaires cardiaques viables et/ou complètement fonctionnelles », précise au « Quotidien » le Dr Ibrahim Domian (Harvard Stem Cell Institute a Cambridge et Massachusetts General Hospital a Boston, États-Unis). « Bien que plusieurs essais cliniques aient été conçus afin d'augmenter la fonction du muscle cardiaque via l a transplantation de cellules, il n'existe à ce jour aucune preuve de régénération robuste du tissu musculaire cardiaque. À cet égard, notre purification de cellules souches embryonnaires (SCE) dérivées de progéniteurs ventriculaires engagés représente une nouvelle approche pour la production de tissu myocardique à partir d'une source cellulaire renouvelable. Avec l'avènement de la technologie des cellules souches pluripotentes induites (iPS), il devrait être possible d'étendre nos résultats à l'homme et de façon spécifique à chaque patient. En outre, la possibilité de générer un film fin musculaire du ventricule complètement fonctionnel devrait autoriser le screening direct de nouveaux agents pharmacologiques pour des objectifs thérapeutiques qui peuvent seulement être mesures sur du tissu musculaire intact, comme le développement de la force et la vitesse de conduction. Notre prochain pas important sera d'étendre ces résultats au contexte humain. Nous sommes en voie d'isoler des progéniteurs ventriculaires similaires à partir de lignées humaines de CSE et iPS et de les utiliser pour la génération de tissu myocardique humain. De plus, il sera important de faire progresser la technologie d'ingénierie tissulaire pour produire du tissu ventriculaire tridimensionnel. »
Science 16 octobre 2009, Domian et coll., p 426
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