Le développement cardiaque de l'embryon est parfois entravé par deux problèmes importants: il s'agit d'un processus complexe sujet aux erreurs. Des scientifiques allemands ont probablement réussi à comprendre pourquoi certains bébés naissent avec des défauts cardiaques congénitaux. Les chercheurs de l'Institut Max Planck de recherche sur le coeur et les poumons ont découvert une molécule qui régulerait la fonction des cellules souches du coeur. Leurs résultats pourraient aider les chercheurs à réduire le nombre de défauts cardiaques à l'avenir et pourraient également donner naissance à de nouvelles méthodes de stimulation pour la régénération de tissus cardiaques endommagés chez l'adulte.
Le processus de développement cardiaque est très long. Les cellules se divisent et se transforment en plusieurs différentes cellules souches, pour ensuite se transformer en une grande structure de laquelle les différents éléments du coeur, d'où les oreillettes, les ventricules, les valves et les vaisseaux coronariens se développent. En fait, les cellules souches et précurseurs subissent un processus complexe qui comprend la division cellulaire régulée, la migration cellulaire, la différenciation et la spécialisation. Les cellules souches sont inhibées une fois le développement cardiaque achevé.
Dans leur étude, les chercheurs de l'institution allemande ont identifié comment sont régulées certaines étapes importantes de ce développement. Ils ont d'abord tenté de trouver des partenaires de liaison pour le facteur de transcription Isl1, caractéristique d'un groupe spécifique de cellules souches cardiaques appelées cellules Isl1+. Dans leur étude, l'équipe a découvert Ajuba, un facteur de transcription du groupe de protéines LIM.
«Nous avons examiné l'interaction entre ces deux molécules et avons conclu que Ajuba doit être un interrupteur important», explique Gergana Dobreva, responsable du groupe de recherche «Origin of Cardiac Cell Lineages» de l'institution allemande.
L'équipe a évalué les effets d'un interrupteur défectueux sur le développement cardiaque du poisson zèbre et a généré un poisson génétiquement modifié dépourvu d'une protéine Ajuba fonctionnelle. Selon les chercheurs, le développement cardiaque du poisson zèbre a été interrompu.
Ils ont observé une différence au niveau de la taille du coeur. «Dans pratiquement tous les poissons étudiés, nous avons observé un agrandissement important du coeur», commente le Docteur Dobreva. «En l'absence d'Ajuba, il est clair qu'aucun interrupteur n'inhibe le processus contrôlé par Isl1 dans le développement cardiaque.» De plus, ils ont découvert que le coeur est plus gros car davantage de cellules de muscle cardiaque se sont développées.
L'équipe suggère donc qu'Ajuba joue un rôle clé dans la régulation de l'activité de cellules souches ; elle lie les molécules Isl1 et bloque leur effet stimulant.
«Une fois que nous aurons compris la régulation du développement cardiaque, nous comprendrons les causes de défauts cardiaques congénitaux et pourrons considérer de meilleures approches thérapeutiques», conclut le Docteur Dobreva. «Nous pourrions optimiser la production de cellules de remplacement de cellules souches embryonnaires ou artificielles créées en laboratoire. L'inhibition d'Ajuba dans ces cellules renforcerait leur développement en cellules de muscles cardiaques fonctionnelles. Ainsi, des cellules de remplacement pour le traitement de maladies pourraient être cultivées de la sorte.»
