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Changer ce que les centrales électriques des cellules cardiaques consomment pour produire de l’énergie pourrait aider le cœur à se régénérer lorsque les cellules meurent, suggère une nouvelle étude menée par des chercheurs de l’UT Southwestern. Cette découverte pourrait ouvrir de nouvelles voies pour traiter une variété de conditions dans lesquelles le muscle cardiaque est endommagé, y compris l’insuffisance cardiaque causée par des virus, des toxines, une pression artérielle élevée ou des crises cardiaques.

Régénérer les cellules cardiaques

Les traitements pharmaceutiques actuels pour l’insuffisance cardiaque – y compris les inhibiteurs de l’ECA et les bêta-bloquants – visent à arrêter un cercle vicieux de perte musculaire cardiaque, car la tension endommage davantage le muscle cardiaque restant, provoquant la mort de plus de cellules, explique Hesham A. Sadek, médecin chercheur en cardiologie. Il n’existe aucun traitement pour reconstruire le muscle cardiaque endommagé.
Des recherches ultérieures ont montré que ce changement dans la capacité de régénération semble provenir, au moins en partie, des radicaux libres nocifs générés par les organites appelés mitochondries, qui alimentent les cellules. Ces radicaux libres endommagent l’ADN des cellules, un phénomène appelé dommages à l’ADN, qui les pousse à cesser de se diviser.
Ce changement dans la production de radicaux libres semble être stimulé par un changement dans ce que les mitochondries dans les cardiomyocytes consomment pour produire de l’énergie, explique Sadek. Bien que les mitochondries dépendent du glucose in utero et à la naissance, elles passent aux acides gras dans les jours qui suivent la naissance pour utiliser ces molécules riches en énergie dans le lait maternel.

Forcer les mitochondries à continuer de consommer du glucose

Sadek et ses collègues se sont demandé si le fait de forcer les mitochondries à continuer de consommer du glucose pourrait empêcher les dommages à l’ADN et, à son tour, élargir la fenêtre de régénération des cellules cardiaques. Pour tester cette idée, les chercheurs ont tenté deux expériences différentes.
Dans la première expérience, ils ont suivi des jeunes souris dont les mères ont été génétiquement modifiées pour produire du lait maternel faible en gras et qui se sont nourries de nourriture faible en gras après leur sevrage. Les chercheurs ont découvert que le cœur de ces rongeurs maintenait leur capacité de régénération des semaines plus tard que la normale, leurs cardiomyocytes continuant d’exprimer les gènes associés à la division cellulaire pendant une fenêtre beaucoup plus longue que ceux nourris avec un régime de lait maternel régulier. Cependant, cet effet n’a pas duré jusqu’à l’âge adulte – leurs foies ont finalement comblé le déficit en synthétisant les graisses qui manquaient à leur alimentation, ce qui a considérablement réduit la capacité de régénération de leur cœur.
Dans la deuxième expérience, les chercheurs ont créé des animaux génétiquement modifiés dans lesquels les chercheurs pouvaient supprimer une enzyme, connue sous le nom de pyruvate déshydrogénase kinase 4 (PDK4), qui est nécessaire pour que les mitochondries des cellules cardiaques digèrent les acides gras. Lorsque les chercheurs ont délivré un médicament pour arrêter la production de PDK4, les cardiomyocytes des animaux sont passés à la consommation de glucose au lieu d’acides gras, même à l’âge adulte. Après que les chercheurs ont simulé une crise cardiaque, ces animaux ont obtenu une amélioration de la fonction cardiaque, qui s’est accompagnée de marqueurs de l’expression des gènes qui suggéraient que leurs cardiomyocytes se divisaient toujours activement.

Développer des médicaments qui changent ce que les cardiomyocytes mangent

Sadek note que ces résultats fournissent une preuve de principe qu’il est possible de rouvrir la fenêtre de régénération des cellules cardiaques en manipulant ce que les mitochondries des cardiomyocytes consomment pour produire de l’énergie. « Finalement, » dit-il, « il peut être possible de développer des médicaments qui changent ce que les cardiomyocytes mangent pour les faire se diviser à nouveau, inversant l’insuffisance cardiaque et représentant un véritable remède contre les maladies cardiaques. »
Cette recherche a été publiée dans Nature Metabolism.
Source : UT Southwestern Medical Center
Crédit photo : Pixabay

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