Le coeur, organe central de notre organisme, ne peut pratiquement pas se régénérer lui-même. De nombreux scientifiques tentent d'apporter des solutions pour remédier aux dommages irréparables pouvant être causés à ce muscle.

Le docteur Tal Dvir et son étudiant Michal Shevach du Department of Molecular Microbiology and Biothechnology de l'Université de Tel Aviv, en association avec le Center for Nanoscience and Nanotechnology de la même université, ont utilisé des fibres d'or pour améliorer la transmission des signaux électriques entre les cellules.

Pourquoi le coeur ne se répare-t-il pas tout seul ?

Le coeur adulte contient une très faible quantité de cellules capables de se multiplier (appelées précurseurs cardiaques). Dans la grande majorité des cas, les cellules cardiaques sont très différenciées et très spécialisées. Et, comme les neurones, elles ne se multiplient pas et ne peuvent donc pas compenser une perte.

Ainsi, lors d'un d'infarctus du myocarde, les cellules cardiaques sont privées d'oxygène et meurent ; étant donnée leur incapacité à se multiplier, elles ne sont pas remplacées et cette partie du coeur devient fibrotique, ce qui peut conduire à un décès. Il y a donc, dans ce cas, une zone infonctionnelle (incapable de transmettre l'influx nerveux et de se contracter) dans le coeur, ce qui peut causer des dysfonctionnements ultérieurs.

L'activité électrique des cellules cardiaques

Les cellules cardiaques ont, toujours comme les neurones, la capacité d'être excitées par un courant électrique. Celui-ci se transmet de cellule en cellule via des canaux présents dans les membranes et les jonctions intercellulaires.

C'est cette impulsion électrique qui provoque la contraction des cellules, par un couplage électrochimique et des changements de configuration des protéines responsables de la contraction cellulaire. Ainsi, le coeur bat de façon coordonnée. Si une zone est infonctionnelle pour telle ou telle raison, l'information n'est pas transmise et le patient peut présenter des arythmies pouvant être très sérieuses.

L'or comme conducteur

Pour palier ces déficits localisés, les scientifiques cherchent à mettre au point des "patchs" cardiaques pouvant être transplantés au niveau de l'organe lui-même et remplacer le tissu cardiaque endommagé. Ceux-ci sont créés en plaçant des cellules prélevées chez des patients ou des animaux sur un patron de biomatériaux en trois dimensions qui organise les cellules selon un arrangement précis au fur et à mesure de leur croissance.

Toutefois, lors de la création des patchs, les cellules cardiaques utilisées perdent leurs protéines de surface. Il leur faut alors du temps pour les produire de nouveau de façon naturelle, un temps que le patient ne peut pas toujours attendre.

Le docteur Dvir et son équipe ont donc eu l'idée d'intégrer aux cellules cardiaques des nanofibres d'or, afin d'optimiser la transmission du signal électrique entre les cellules. Il a en effet été montré que l'or augmente la connectivité des biomatériaux. Avec l'addition des nanostructures, le tissu cardiaque se contracte plus vide et plus fortement de façon synchronisée, rendant les patchs plus utilisables pour des transplantations.

Pour ce faire, les chercheurs israéliens ont utilisé un microscope à électrons et plusieurs mesures de l'activité électrique de façon à observer les nanostructures et à vérifier la conductivité. Les cellules placées sur des patrons contenant de l'or avaient des contractions plus fortes comparées à celles se développant sur des patrons sans or. Plus important encore, elles se contractaient à l'unisson, ce qui montre une transmission intercellulaire effective.

Sauver et accroître la qualité de vie des patients

Etant donné la forte mortalité des patients ayant souffert d'une crise cardiaque (50% dans l'année suivant la crise), de nouveaux traitements sont nécessaires et ce de façon urgente. Un matériau fonctionnel et transplantable pourrait non seulement sauver mais également augmenter la qualité de vie des patients.

A présent, le docteur Dvir souhaite commencer des essais précliniques dans son unité, de façon à évaluer la capacité des ses patchs à améliorer l'activité cardiaque après une crise. Des essais cliniques sur des patients seront envisagés dans un deuxième temps. D'après lui, la méthode idéale consisterait à utiliser les propres cellules du patient pour recréer un nouveau tissu, permettant ainsi d'éviter les risques de rejet.

Source:bulletins-electronique