L’école de médecine Duke-NUS a mis au point une thérapie prometteuse à base de cellules souches pour l’insuffisance cardiaque. Les cellules souches pluripotentes cultivées en laboratoire peuvent réparer les tissus endommagés et améliorer la fonction cardiaque lorsqu’elles sont transplantées dans un cœur endommagé. Cette procédure innovante pourrait transformer les patients souffrant d’insuffisance cardiaque, en réduisant le risque de complications telles que les arythmies ou les tumeurs, tout en favorisant la régénération des tissus cardiaques sains.
Il a été démontré que ces cellules souches réparent les cellules malades, ce qui constitue un remède prometteur pour les personnes souffrant d’insuffisance cardiaque.
Des scientifiques de l’école de médecine Duke-NUS ont mis au point une thérapie à base de cellules souches pour l’insuffisance cardiaque qui a démontré son potentiel lors d’essais précliniques. La thérapie consiste à transplanter ces cellules dans un cœur endommagé, ce qui permet de réparer le tissu lésé et d’améliorer la fonction cardiaque, comme l’indique leur étude récemment publiée dans la revue npj Regenerative Medicine.
La cardiopathie ischémique, caractérisée par une réduction de l’apport sanguin au cœur, est actuellement la principale cause de décès dans le monde. Cela se produit lorsque le flux sanguin du cœur est obstrué, entraînant la mort des cellules du muscle cardiaque – une situation connue sous le nom d’infarctus du myocarde, ou plus communément appelée crise cardiaque.
Dans cette étude, un nouveau protocole unique a été utilisé pour cultiver en laboratoire des cellules souches pluripotentes, ou immatures, afin qu’elles se transforment en cellules précurseurs du muscle cardiaque, qui peuvent se développer en divers types de cellules cardiaques. Cela se fait par différenciation cellulaire, un processus par lequel les cellules qui se divisent acquièrent des fonctions spécialisées. Au cours des essais précliniques, les cellules précurseurs ont été injectées dans la zone du cœur endommagée par un infarctus du myocarde, où elles ont pu se développer en nouvelles cellules du muscle cardiaque, restaurant le tissu endommagé et améliorant la fonction cardiaque.
« Dès quatre semaines après l’injection, on a constaté une greffe rapide, ce qui signifie que le corps accepte les cellules souches transplantées. Nous avons également observé la croissance de nouveaux tissus cardiaques et une augmentation du développement fonctionnel, ce qui suggère que notre protocole a le potentiel pour devenir un moyen efficace et sûr de thérapie cellulaire », a déclaré le Dr Lynn Yap, professeur adjoint à la Lee Kong Chian School of Medicine, Nanyang Technological University, Singapour. En tant que premier auteur de l’étude, le Dr Yap a dirigé la recherche alors qu’elle était professeur adjoint au sein du programme Cardiovascular & ; Metabolic Disorders (CVMD) de Duke-NUS.
Cellules cardiaques humaines en train de battre. Crédit : Prof Karl Tryggvason & ; Dr. Lynn Yap
Dans des études menées par d’autres groupes, la transplantation de cellules musculaires cardiaques qui battaient déjà a entraîné des effets secondaires fatals, à savoir l’arythmie ventriculaire – des battements cardiaques anormaux qui peuvent limiter ou empêcher le cœur de fournir du sang à l’organisme.
La nouvelle procédure mise au point par les chercheurs de Duke-NUS consiste à transplanter des cellules cardiaques non battantes dans le cœur endommagé. Après la transplantation, les cellules se développent et acquièrent le rythme du reste du cœur. Cette procédure a permis de réduire de moitié l’incidence de l’arythmie. Même lorsque l’arythmie a été détectée, la plupart des épisodes ont été temporaires et se sont résorbés d’eux-mêmes en 30 jours environ. En outre, les cellules transplantées n’ont pas déclenché la formation de tumeurs, une autre préoccupation fréquente lorsqu’il s’agit de thérapies à base de cellules souches.
« Notre technologie nous rapproche d’un nouveau traitement pour les patients souffrant d’insuffisance cardiaque, qui, autrement, vivraient avec un cœur malade et n’auraient que peu de chances de guérir. Elle aura également un impact majeur dans le domaine de la cardiologie régénérative, en offrant un protocole éprouvé qui peut restaurer les muscles cardiaques endommagés tout en réduisant le risque d’effets secondaires indésirables », a déclaré le professeur Karl Tryggvason du programme CVMD de Duke-NUS et l’auteur principal de l’étude.
Le professeur Tryggvason, qui est également professeur de la Fondation Tanoto pour la recherche sur le diabète, dirige d’autres études visant à adapter cette méthode de médecine régénérative aux patients atteints de diabète, de dégénérescence maculaire et à ceux qui ont besoin de greffes de peau.
À la base de toutes ces études se trouve une méthode contrôlable, stable et reproductible permettant de fabriquer les bonnes cellules pour la transplantation en utilisant des laminines – des protéines qui jouent un rôle majeur dans les interactions des cellules avec les structures qui les entourent. Les laminines existent sous différentes formes en fonction de leur environnement et jouent un rôle clé dans l’orientation du développement de types de cellules tissulaires spécifiques. Dans cette étude, des cellules souches ont été différenciées en cellules musculaires cardiaques en les cultivant sur le type de laminine que l’on trouve en abondance dans le cœur.
« Pour garantir la sécurité des patients, il est impératif que les thérapies cellulaires présentent une efficacité constante et des résultats reproductibles. Grâce à des analyses moléculaires et d’expression génique approfondies, nous avons démontré que notre protocole basé sur la laminine pour générer des cellules fonctionnelles afin de traiter les maladies cardiaques est hautement reproductible », a déclaré le professeur associé Enrico Petretto, co-auteur de l’étude et directeur du Centre for Computational Biology à Duke-NUS.
Référence : « Pluripotent stem cell-derived committed cardiac progenitors remuscularize damaged ischemic hearts and improve their function in pigs » par Lynn Yap, Li Yen Chong, Clarissa Tan, Swarnaseetha Adusumalli, Millie Seow, Jing Guo, Zuhua Cai, Sze Jie Loo, Eric Lim, Ru San Tan, Elina Grishina, Poh Loong Soong, Narayan Lath, Lei Ye, Enrico Petretto et Karl Tryggvason, 26 mai 2023, npj Regenerative Medicine.
DOI: 10.1038/s41536-023-00302-6
La technologie a été concédée sous licence à une jeune entreprise biotechnologique suédoise au début de cette année afin de promouvoir le développement de la cardiologie régénérative à base de cellules.