Les médicaments qui bloquent l'influx de calcium dans les cellules du muscle cardiaque - les inhibiteurs calciques - sont utilisés pour traiter divers troubles cardiaques.
Un faisceau croissant d'arguments suggère qu'il pourrait être aussi bénéfique d'encourager le flux d'ions potassium dans les mitochondries des cellules myocardiaques.
Les mitochondries, on le sait, sont les usines productrices d'énergie dans la cellule. Des études récentes ont indiqué que les canaux potassium activés par l'ATP sur la membrane des mitochondries (mitoKATP) jouent un rôle important car ils protègent les cellules cardiaques des dégâts (apoptose et nécrose) induits par l'ischémie.
Une équipe dirigée par le Dr Brian O'Rourke, de la Johns Hopkins University, a découvert un autre type de canal potassium sur la membrane de la mitochondrie cardiaque, qui joue un rôle tout aussi protecteur.
Wenhong Xu, O'Rourke et coll. ont en effet identifié, en étudiant des cellules myocardiaques de cobaye, un nouveau type de canal potassium, qui est activé par le calcium (canal mitoKCa) et qui contribue beaucoup à l'entrée du potassium dans la mitochondrie.
Coeur de lapin : réduction de moitié de la taille de l'infarctus
Dans un modèle d'ischémie/perfusion cardiaque (des curs perfusés de lapins soumis à une ischémie globale puis reperfusion), l'exposition cinq minutes avant à un agent expérimental ouvrant ou activant ce canal potassium (canal mitoKCa) réduit de moitié l'étendue de l'infarctus myocardique.
« La fonction du canal mitoKCa pourrait être d'améliorer l'efficacité de la production d'énergie mitochondriale », notent les chercheurs. « L'activation du canal mitoKCa améliore la production d'ATP, diminue l'accumulation de calcium mitochondrial durant l'ischémie et modifie la vitesse de production des radicaux libres par la mitochondrie. »
« Il est important de comprendre que le cur est une pompe qui fonctionne vingt quatre heures sur vingt quatre, pendant des années (plus de deux milliards de battements en tout, à l'âge de 75 ans) », explique au « Quotidien » le Dr Brian O'Rourke. « Cette tâche demande un apport continu d'énergie qui est fourni par les mitochondries, les milliers de petites centrales électriques casées dans la cellule qui produisent de l'ATP. Comme un moteur, la mitochondrie brûle du combustible, principalement de la graisse et du sucre, pour produire de l'ATP, et la performance du moteur est finement réglée pour s'adapter à l'exercice ou pour répondre aux urgences comme à une crise cardiaque. En fin de compte, c'est la capacité de la mitochondrie à affronter le stress de l'environnement qui détermine si la cellule cardiaque - et éventuellement la personne - vit ou meurt. »
« Nous avons découvert une nouvelle valve de contrôle sur la machine mitochondriale - un canal dans la membrane de la mitochondrie qui admet les ions potassium lorsque le calcium cellulaire augmente (mitoKCa). Ce nouveau canal peut être activé afin d'aider le cur à survivre à un infarctus. MitoKCa est activé par une augmentation de calcium cellulaire, ce qui arrive lorsque, par exemple, la fréquence cardiaque s'accélère durant un accès d'adrénaline ou pendant une crise cardiaque. Nos résultats suggèrent que l'activation de ce canal optimise la production d'énergie par la mitochondrie et améliore la force globale du coeur à résister au stress. De façon intéressante, cet effet bénéfique peut être activé par un médicament afin d'aider la cellule cardiaque à résister pour ne pas glisser le long de la pente qui mène à la mort cellulaire lorsque l'apport de sang est interrompu, ce qui réduit de moitié les dégâts causés par un infarctus du myocarde. »
Des implications cliniques ?
« La découverte du canal mitoKCa dans les cellules cardiaques, ajoute le Dr O'Rourke, apporte une nouvelle information qui pourrait conduire à de nouveaux traitements pour la maladie cardiaque. Elle nous enseignera d'importantes leçons sur la façon dont les réserves d'énergie sont maintenues pendant toute une vie de battements cardiaques. »
« Nous travaillons maintenant à déterminer la structure moléculaire de ce canal, confie au « Quotidien » le Dr O'Rourke, laquelle permettra de guider le développement d'agents cardioprotecteurs sélectifs. Nous espérons que l'application clinique de cette découverte ne sera pas trop lointaine. Par exemple, un canal K mitochondrial analogue, régulé par ATP, a reçu beaucoup d'attention comme agent protecteur dans le contexte de la cardioplégie et de la lésion d'ischémie-reperfusion dans le cur et le cerveau. Cette étude donne un élan supplémentaire pour le développement pharmacologique dans ce domaine ».
«Science » du 1er novembre 2002, p. 1029.
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