Mécanismes de régénération cardiaque

La régénération est un processus induit par une blessure qui implique de multiples processus synergiques visant non seulement à limiter les dommages, mais aussi à générer de nouvelles cellules pour remplacer la perte de tissu. Dans le cœur, la capacité de régénération varie considérablement selon les espèces.

Régénération cardiaque chez les mammifères

Lorsque les mammifères, tels que les humains, subissent une blessure cardiaque sous forme d'infarctus du myocarde ou de crise cardiaque, la réponse régénérative est très faible. La blessure provoque une grande quantité de mort tissulaire qui est remplacée par une cicatrice permanente. Cette cicatrice empêche le cœur de battre correctement. Avec le temps, l'effort supplémentaire requis pour que le cœur maintienne des battements normaux n'est pas soutenable et entraîne finalement une insuffisance cardiaque. Une fois que les patients atteignent ce stade, il y a très peu d'options de traitement, à part la transplantation cardiaque.

Figure 1. Coloration AFOG pour le tissu cardiaque (orange), la cicatrice récente (rouge) et la cicatrice ancienne (bleue) d'un cœur humain après une crise cardiaque, avec des panneaux de zoom représentant une région de tissu non endommagé (A), une région présentant une blessure en cours (B) et une région ayant précédemment subi une blessure (C).

Régénération cardiaque chez le poisson-zèbre

Le poisson-zèbre peut régénérer son cœur de manière robuste après une blessure cardiaque. Une cicatrice se forme également après la mort du tissu, mais cette cicatrice est transitoire et se résorbe avec le temps. Simultanément, les cellules cardiaques qui survivent à la blessure sont capables de réactiver la prolifération et de générer un nouveau tissu cardiaque pour remplacer tout le tissu perdu.

Figure 2. Cœurs de poisson-zèbre 7 jours après une blessure montrant le chevauchement des cellules en prolifération (magenta) dans les cellules cardiaques (cyan).

Compléter avec succès la régénération chez le poisson-zèbre

Les méthodes et les mécanismes par lesquels le cœur peut générer un nouveau tissu sont étudiés intensivement. Ce qui n'est pas clair, c'est ce qui se passe ensuite. Cela est particulièrement important car ces cellules nouvellement générées doivent pouvoir mûrir et s'intégrer avec le reste du cœur. L'échec de ce processus entraînera des arythmies et une diminution de la fonction cardiaque.

Dans notre laboratoire, nous utilisons une combinaison de génétique du poisson-zèbre, d'imagerie avancée et de technologies de séquençage de nouvelle génération pour déterminer les facteurs et mécanismes qui permettent au cœur du poisson-zèbre de réussir la régénération.

Figure 3. Pour déterminer les mécanismes de la régénération cardiaque, nous utilisons une combinaison de génétique du poisson-zèbre, d'imagerie avancée et de technologies de séquençage de nouvelle génération.