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Comment transformer des cellules souches du sang en cellules cardiaques ?

Une découverte récente pourrait contribuer à la baisse du nombre d'attaques cardiaques dont 1,5 million d'américains sont victimes chaque année. Elle consiste en une méthode de fabrication de cellules cardiaques développée par le professeur Elias Zambidis et son équipe à l'université Johns Hopkins, à Baltimore. Ce nouveau procédé permet l'introduction d'ADN plasmidique dans les cellules souches du sang pour les transformer en cellules cardiaques. Environ 95 % de cellules cardiaques contractiles ont été comptabilisées grâce à cette méthode qui n'utilise aucun virus, contrairement à ce qui est pratiqué actuellement. Par ailleurs, cette étude est très prometteuse car elle dépasse les seuils de contractibilité de cellules cardiaques habituellement observés et évalués de 8 à 22 %. Elle surpasse également le taux de contraction exceptionnel atteint dans une autre étude et avoisinant 70 %.

Les cellules du muscle cardiaque, ou cardiomyocytes, sont des cellules qui font battre le coeur. De nos jours, les cardiomyocytes sont fabriqués à partir des cellules souches pluripotentes induites (cellules iPS), elles-mêmes fabriquées à partir de cellules souches de la peau ou du sang. Pour ceci, les cellules du sang ou de la peau sont reprogrammées en cellules iPS grâce à l'injection de virus modifié génétiquement favorisant la transformation des cellules.

Afin de développer le meilleur bouillon qui permettra aux cellules iPS de se transformer en cardiomyocytes, Paul Burridge, un post-doctorant à Johns Hopkins a travaillé pendant près de deux ans sur onze lignées de cellules iPS différentes. Une fois les cellules souches transformées en cellules iPS, elles ont été nourries grâce au milieu de croissance mis au point par P. Burridge afin de les transformer en cellules cardiaques. Le niveau d'oxygène a également été abaissé pour recréer les conditions de développement embryonnaire et de l'alcool polyvinyl a été ajouté afin de faciliter l'adhésion des cellules entre elles.

Neuf jours plus tard, les 11 lignées de cellules iPS non virales étaient devenues des cellules cardiaques et étaient fonctionnelles. Pour chacune des onze lignées cellulaires testées, les cellules battaient en moyenne à 95 % alors que la plupart des scientifiques obtiennent normalement 10 % d'efficacité pour les lignes de cellules iPS. De plus, des experts de bio-ingénierie ont appliqué un électrocardiographe aux cellules pour évaluer le fonctionnement des cellules cardiaques, l'utilisation du calcium et la transmission d'une tension. Le rythme des impulsions et les résultats étaient normaux, très proches de ceux observés pour un coeur humain ordinaire.

Ces résultats sont très encourageants et feront l'objet d'études cliniques dans un proche futur. De plus, le milieu de croissance utilisé est dix fois moins cher que les supports nécessaires à la méthode virale actuellement utilisée. Ces cellules cardiaques non virales pourraient alors être utilisées pour tester in vitro de nouveaux médicaments cardiaques ou des implants afin de remplacer les cardiomyocytes détruits lors d'une crise cardiaque.

BE

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