Des chercheurs de Columbia Engineering viennent de mettre au point une nouvelle méthode pour développer des muscles cardiaques humains matures[1].
Actuellement les tissus cardiaques issus de la bio-ingénierie « ne montrent pas certaines des caractéristiques les plus critiques de la fonction cardiaque adulte » et sont donc peu utiles à la recherche médicale. Cette nouvelle méthode de développement à partir de cellules souches pluripotentes humaines (CSPi) dérivées du sang, forme le tissu en seulement quatre semaines, au lieu des neuf mois de la méthode actuelle.
La méthodologie consiste à former les tissus cardiaques à partir de cardiomyocytes dérivés d’iPSC au stade précoce dès l’apparition des contractions spontanées. Au lieu de se contenter des contractions fœtales douces, les chercheurs ont encapsulé les cellules dans un hydrogel et les ont soumises à une stimulation électrique progressive, pour forcer le muscle cardiaque à contracter et travailler « chaque jour plus dur que le précédent ». La technique a fonctionné, « menant à une maturation rapide et sans précédent de la structure tissulaire, du métabolisme et de la fonction ». En seulement quatre semaines, le tissu cardiaque obtenu présentait « des profils d’expression génique de type adulte, une ultrastructure remarquablement organisée et un certain nombre de caractéristiques fonctionnelles observées dans le muscle cardiaque humain mature ». Le directeur du programme NIBIB[2], Seila Selimovic, a confirmé : « Le tissu artificiel résultant est vraiment sans précédent dans sa similitude avec les tissus humains fonctionnels ».
Ce muscle cardiaque devrait avoir de nombreuses applications pour la recherche : récapituler le phénotype de certaines maladies cardiaques, « mieux comprendre la cardiopathie et la cardiotoxicité de certains médicaments, faciliter la découverte de nouvelles cibles thérapeutiques et trouver de nouveaux traitement cardioprotecteurs ou curatifs. « Avoir un modèle de tissu humain fiable aiderait à rendre le développement de médicaments beaucoup plus rapide, plus sûr et moins cher. »
[1] L’étude a été menée par Gordana Vunjak-Novakovic, ingénieur et professeur de médecine à l”Université de Columbia Vagelos College of Physicians and Surgeons, et les résultats ont été publiés le 4 avril dans la revue Nature.
[2] Institut national d”imagerie biomédicale et de bioingénierie.
Medical Press (04/04/2018)
