Les cardiopathies constituent un problème de santé majeur à l’échelle mondiale et il n’existe actuellement pas de traitement efficace. Les cellules du cœur humain adulte ne peuvent pas se régénérer après une blessure, et la mort des cellules musculaires cardiaques, appelées cardiomyocytes, affaiblit irréversiblement le cœur et limite sa capacité à pomper le sang.
Les chercheurs se sont d’abord concentrés sur la transplantation de cellules souches (IPs) pour le remplacement des cardiomyocytes et la récupération de la fonction cardiaque, mais des études ont montré que les cellules souches implantées ont du mal à survivre et à se différencier en cardiomyocytes pour réparer le muscle endommagé. Lorsque les cellules souches ont été différenciées en cardiomyocytes avant implantation, la fonction cardiaque s’améliore, mais avec une complication : les cardiomyocytes implantés ne se contractent pas de façon synchrone avec le cœur, entrainant des arythmies (rythme cardiaque anormal) potentiellement mortelles.
Une équipe de chercheurs de l’Université Columbia, dirigée par Gordana Vunjak-Novakovic, professeur de la Fondation Mikati au Columbia Engineering, et professeur de médecine à l’Université de Columbia Vagelos College of Physicians and Surgeons, a conçu une nouvelle approche thérapeutique en appliquant plutôt des vésicules extracellulaires sécrétées par des cardiomyocytes.
Les cardiomyocytes obtenus à partir de cellules souches IPs (produites à partir d’un petit échantillon de sang du patient) sécrètent des vésicules extracellulaires (EVs), nanoparticules qui jouent un rôle clé dans la communication inter-cellulaire. Injectées dans des cœurs ayant subis des infarctus, ces EVs libèrent des microARN cardiogéniques et vasculogènes.
Forts de ces résultats prometteurs, l’équipe a fabriqué des patchs de collagène contenant des EVs et les a implantés sur un cœur blessé pour suivre la libération lente des EVs, mesurer la fonction de pompage sanguin du cœur et rechercher tout signe d’arythmie. Ces microvésicules, faciles à isoler, peuvent être congelées et stockées sur de longues périodes.
Les effets thérapeutiques des EVs sont encore de courte durée, mais cette étude montre que l’action de cellules transplantées peut être reproduite avantageusement par des vésicules qu’elles sécrètent, ouvrant la voie à une nouvelle forme de thérapie a-cellulaire où les cellules ne seront plus transplantées directement, mais serviront uniquement in vitro à la production d’un sécrétome : le produit thérapeutique administré au patient. Ces nouveaux médicaments biologiques présenteraient des avantages pratiques d’obtention et de production, et seraient une voie de développement des traitements de réparation tissulaire.
Science New Line, Columbia University School of Engineering and Applied Science (23/04/2018), Académie de Médecine (25/04/2018)
