Le « plan » du cœur offre un aperçu du développement fœtal et des malformations congénitales

61

Une avancée majeure dans la compréhension du développement cardiaque humain. Une équipe suédoise a cartographié le cœur fœtal avec une précision sans précédent, ouvrant la voie à de nouvelles approches thérapeutiques pour les malformations congénitales.

Une équipe de chercheurs suédois a publié dans la revue Nature Genetics une carte détaillée du cœur humain en développement. Cette cartographie sans précédent dévoile comment les différentes populations de cellules s’organisent et interagissent lors de la formation du cœur fœtal, offrant ainsi un « plan » précis de sa construction.

« Les cardiopathies congénitales, ainsi que plusieurs maladies acquises, surviennent au cours du développement précoce, ce qui met en valeur l’importance de cette période dans la définition d’un cœur sain. »

Lázár Enikő, co-auteur principal de l’étude

Cette recherche, dirigée par le département de technologie génétique du KTH Royal Institute of Technology, pourrait révolutionner la prise en charge des malformations cardiaques, qu’il s’agisse de défauts de fermeture des cavités cardiaques ou d’altérations des valves.

« Cette carte fournit une sorte de plan montrant comment les éléments clés du cœur, comme le système de stimulateur cardiaque, les valvules cardiaques et la paroi entre les cavités supérieures, se forment et fonctionnent », explique Lázár Enikő.

Parmi les découvertes notables, les chercheurs ont identifié un groupe de cellules jusqu’alors inconnu, productrices d’adrénaline. Selon Lázár, ces cellules seraient uniques à l’espèce humaine et joueraient un rôle crucial dans la capacité du cœur à réagir à de faibles niveaux d’oxygène durant le développement ou à la naissance. Cette particularité pourrait expliquer comment le cœur fœtal s’adapte au stress et potentiellement l’origine de certaines tumeurs cardiaques rares, les phéochromocytomes.

Le professeur Joakim Lundeberg, qui a supervisé les travaux au KTH, a souligné l’utilisation d’une technologie de pointe développée au sein de son institut, permettant d’analyser l’activité de tous les gènes présents dans les tissus humains.

Cette approche, appelée transcriptomique spatiale, permet de visualiser et d’analyser l’ensemble des molécules d’ARN messager (ARNm) exprimées par un organisme. « Grâce à une analyse bioinformatique minutieuse, nous pouvons apprendre des détails sur le développement cardiaque qui n’étaient pas possibles il y a quelques années », commente Raphaël Mauron, co-auteur principal de l’étude.

En s’appuyant sur la banque de tissus développementaux du Karolinska Institutet, cette carte a permis d’identifier plus de 70 types cellulaires distincts. Elle met en lumière une diversité surprenante parmi certaines cellules de soutien et retrace la formation des connexions nerveuses au sein du cœur.

Les principaux enseignements de cette étude incluent :

• Une diversité accrue des cellules formant les valves cardiaques et la cloison interauriculaire, offrant des pistes pour comprendre la formation des structures internes du cœur et les origines de malformations comme les défauts de valves ou les communications interauriculaires.
• La présence d’une variété inattendue de cellules de soutien (cellules mésenchymateuses) dans le cœur fœtal, servant d’échafaudage structurel et potentiellement impliquées dans des pathologies telles que les anomalies valvulaires ou les arythmies.
• Une cartographie précise du réseau cellulaire responsable du système de conduction cardiaque, incluant le nœud sino-auriculaire régulant le rythme cardiaque et les fibres de Purkinje assurant la propagation du signal.
• La description du développement et de la connexion des cellules nerveuses et de leurs cellules de soutien avec les cellules du stimulateur cardiaque, révélant que différents types de signaux (noradrénaline, acétylcholine) influencent le cœur dès les premières étapes de son développement.

Les résultats de cette recherche sont accessibles via un outil interactif en ligne, constituant une ressource précieuse pour la communauté scientifique et médicale.

Cette étude collaborative a été menée par des chercheurs du KTH Royal Institute of Technology, du Karolinska Institutet et de l’Université de Stockholm, dans le cadre du centre de recherche commun Science for Life Laboratory (SciLifeLab) et de l’initiative Human Developmental Cell Atlas, soutenue par la Fondation Erling Persson et la Fondation Knut et Alice Wallenberg.