Cellules souches : une piste explorée chez l'animal dans les troubles de la conduction

Publié le 09/09/2003

Article réservé aux abonnés

Mises en culture in vitro, les cellules souches embryonnaires peuvent se différencier en cellules myocardiques de trois types distincts : cellules nodales, atriales ou ventriculaires. Si les cellules ventriculaires et atriales représentent les contingents le plus important en fin de différenciation (respectivement 85 et 15 %), 5 % des cellules se différencient dans un tissu particulièrement excitable dont les propriétés sont uniques : le tissu nodal. Le Dr L. Gepstein (Haifa, Israël) propose une approche animale originale afin d'évaluer la faisabilité éventuelle d'une technique de remplacement du tissu de conduction auriculo-ventriculaire chez des patients souffrant de troubles de la conduction. Pour cela, il a d'abord mis en culture un premier groupe de cellules souches murines et a sélectionné, après différenciation partielle, les cellules nodales. Il a procédé de la même façon avec des cellules souches provenant d'une autre origine murine et il n'a conservé que des myoblastes ventriculaires. Dans un troisième temps, les cellules provenant des deux origines ont été mises en culture conjointe jusqu'à différenciation complète. Pour que des liens s'établissent entre ces différentes cellules, les investigateurs ont enrichi le milieu de culture en connexine, une protéine qui induit la formation de liens électriques membranaires entre les différentes cellules. C'est aussi au cours de cette phase que les cellules ont été synchronisées à un rythme de 60 battements par minute.

Injection chez le porc

Le dernier temps de cette expérience a consisté en une réinjection des cellules différenciées chez un porc dont le tissu de conduction auriculo-ventriculaire avait été rendu incompétent. Dans les jours suivant le geste, les cellules injectées se sont comportées comme un néo-pacemaker et ont rétabli une conduction auriculo-ventriculaire chez l'animal.
Ce travail expérimental soulève des questions quant à une éventuelle application chez l'homme. D'une part, il semble, à l'heure actuelle, que la sélection des seules cellules nodales soit difficile à effectuer techniquement.

La question d'une éventuelle transformation néoplasique

D'autre part, la question d'une éventuelle transformation néoplasique de ces cellules reste posée ainsi que celle d'un possible rejet. Enfin, le potentiel arythmogène de ces cellules doit encore être évalué.
C'est, par exemple, ce qu'a fait le Dr S. Dudley, qui a présenté un travail sur des myocytes ventriculaires différenciés à partir de cellules souches. Après mise en contact avec différents milieux dotés d'un potentiel excitatoire, les chercheurs ont constaté que le potentiel d'action cellulaire était trois à quatre fois plus long que celui de cellules similaires et que ces cellules produisaient une quantité majorée de catécholamines dans de telles conditions.

Congrès de l'ESC. « Stem Cells. a Tool for Mending Broken Hearts ? », une communication du Dr Michael Rosen, New York.

Thérapie génique

Une équipe de chercheurs américains (Drs P. Brink et I. Cohen, de l'université de New York, et R. Robinson et M. Rosen, de l'université de Columbia) a travaillé à caractériser les canaux ioniques particuliers des cellules nodales qui sont dotées de capacités d'entraînement électrique de l'ensemble des cellules cardiaques. Ils ont pu ainsi déterminer que la fonction de pacemaker physiologique est liée à 4 canaux spécifiques du tissu nodal : les canaux HNC-1, 2, 3 et 4 (Hyperpolarization- activated Cyclic Nucleotid gated Chanel). Ils ont, dans un second temps, injecté, grâce à des vecteurs viraux de thérapie cellulaire, les gènes de ces différentes sous-unités à des cellules ventriculaires cardiaques afin de préciser si ce tissu pouvait se transformer en réseau de conduction. C'est ce qui a été possible pour les cellules ayant reçu le gène de la sous-unité HCN-2 dans un modèle animal canin. Avant d'envisager des applications chez l'homme, un suivi à long terme doit encore être effectué chez l'animal.

Dr Isabelle CATALA