Une découverte fascinante sur une protéine des poissons-zèbres pourrait ouvrir la voie à une révolution dans le traitement des maladies cardiaques. En effet, cette protéine, capable de réparer le cœur endommagé, suscite de grands espoirs pour la régénération cardiaque chez l’homme, une avancée potentiellement décisive pour des millions de patients.
Une équipe de recherche internationale a découvert une protéine – nommée Hmga1 – capable de réparer les dommages au cœur en régénérant les cellules cardiaques, appelées cardiomyocytes. Les chercheurs ont mis à jour ses secrets dans le danio zebrato, également connu sous le nom de poisson zèbre ou zebrafish (Danio rerio), un petit cyprinidé d’eau douce utilisé comme modèle dans la recherche scientifique. Parmi ses atouts, comme expliqué par l’Institut Supérieur de Santé (ISS), se trouve la forte correspondance génétique avec l’être humain (et ses maladies) et les embryons semi-transparents, qui permettent des études précises en biologie du développement.
Après un infarctus, les cellules cardiaques ne se régénèrent pas
Comme il est bien connu, après un infarctus du myocarde ou un autre événement cardiovasculaire, le cœur humain – tout comme celui d’autres mammifères – ne se régénère pas, ce qui entraîne souvent des complications mortelles. Par exemple, cela peut provoquer une insuffisance cardiaque fatale causée par la perte de fonctionnalité du muscle cardiaque endommagé et cicatrisé. Si nous pouvions régénérer les cellules cardiaques, cela représenterait une avancée majeure pour des millions de personnes à travers le monde, étant donné que les maladies cardiovasculaires constituent la principale cause de mortalité dans les pays industrialisés. C’est ici qu’intervient la protéine Hmga1, capable de restaurer complètement la fonctionnalité cardiaque chez les poissons en seulement deux mois.
La protéine réparatrice du cœur fonctionne chez les souris
Les chercheurs ont testé la protéine des poissons zèbres sur les cœurs endommagés de modèles murins (souris), chez lesquels, tout comme chez l’homme, la régénération ne se produit pas. Étonnamment, ils ont observé un processus de réparation similaire à celui qui se déroule chez les petits poissons osseux, avec une amélioration significative de la fonctionnalité cardiaque. La prochaine étape consistera à tester la protéine sur des cellules cardiaques humaines en culture et, si elle montre le même effet, il sera possible de jeter les bases de la sperimentazione clinica. Un aspect particulièrement notable de la nouvelle recherche est que l’utilisation de la protéine chez les souris n’a pas entraîné une croissance anormale du muscle cardiaque, évitant par conséquent un cœur hypertrophié (cardiomyopathie) et malformé, ce qui pourrait entraîner d’autres complications.
Un spray nasal anti-Alzheimer réduit le déclin cognitif et les lésions cérébrales lors des tests en laboratoire
Un poisson zèbre, avec ses caractéristiques rayures horizontales. Crédit : wikipedia
Comment la protéine Hmga1 des poissons répare le cœur
Un groupe de chercheurs a découvert et décrit l’efficacité de la protéine “réparatrice de cœur” des poissons zèbres sous la direction de scientifiques néerlandais de l’Institut Hubrecht au sein de l’Académie royale néerlandaise des arts et des sciences (KNAW), en collaboration étroite avec des chercheurs de divers instituts. Parmi ceux-ci se trouvent les Amsterdam University Medical Centers, le Centre international pour l’ingénierie génétique et la biotechnologie (ICGEB) de l’Université de Trieste et l’Australian Regenerative Medicine Institute de l’Université Monash à Melbourne (Australie). Les chercheurs, dirigés par le professeur Jeroen Bakkers de l’Institut Hubrecht et enseignant à l’University Medical Center Utrecht, ont identifié les mécanismes liés aux propriétés réparatrices de Hmga1 après avoir analysé l’activité des gènes dans le cœur, tant sain que malade.
En d’autres termes, le professeur Bakkers et ses collègues ont découvert que le gène codant pour cette protéine est actif chez les poissons zèbres lors de la réparation cardiaque, mais pas chez les souris, bien qu’il soit présent et actif durant le développement embryonnaire. La protéine Hmga1 agit sur la chromatine qui emballe le ADN et inactivate les gènes ; en pratique, son activité déballe la chromatine et permet aux gènes réparateurs du cœur de reprendre leur fonction, permettant la division et la réplication des cellules du muscle cardiaque, autrement bloquées. “Nous avons découvert que Hmga1 élimine les ‘obstacles’ moléculaires sur la chromatine. Elle ouvre, pour ainsi dire, la voie, permettant aux gènes dormants de revenir à l’action”, a déclaré dans un communiqué de presse la co-auteur de l’étude Mara Bouwman. Ce “réveil” serait lié à la modulation des niveaux de H3K27me3, une modification épigéntique liée à l’histone H3, qui joue un rôle prépondérant dans l’emballage de la chromatine.
Représentation artistique de la manière dont la protéine répare le cœur chez les poissons zèbres. Crédit : Dennis de Bakker/ Ward Groutars
Les tests chez les souris, comme indiqué, ont été extrêmement positifs. “Les résultats étaient remarquables : la protéine Hmga1 a stimulé les cellules du muscle cardiaque à se diviser et à croître, améliorant significativement la fonctionnalité cardiaque”, a déclaré le professeur Bakkers. “Il n’y a eu aucun effet indésirable, tel qu’une croissance excessive ou un cœur hypertrophié. De plus, nous n’avons observé aucune division mobile dans le tissu cardiaque sain. Cela suggère que le dommage lui-même envoie un signal pour activer le processus”, a ajouté l’expert. Il ne reste plus qu’à tester la protéine sur des cardiomyocytes humains en culture et d’en vérifier l’efficacité et la sécurité, avant de passer à la phase clinique, qui pourrait représenter une véritable avancée contre les maladies cardiaques. Il serait possible de mettre au point une thérapie génique révolutionnaire capable de restaurer la fonctionnalité cardiaque. Les détails de la recherche “Cross-species comparison reveals that Hmga1 reduces H3K27me3 levels to promote cardiomyocyte proliferation and cardiac regeneration” ont été publiés dans Nature Cardiovascular Research.