D’après santé publique France, les maladies cardiovasculaires sont aujourd’hui la deuxième cause de décès prématuré après les cancers. La recherche continue donc de travailler sur des outils et techniques thérapeutiques susceptibles d’améliorer ce bilan préoccupant. C’est dans ce contexte que des chercheurs ont développé un appareil qui imite certains mécanismes d’une attaque cardiaque, ou infarctus.
Pour rappel, le cœur est majoritairement constitué d’un muscle appelé myocarde. Comme tous les membres de cette catégorie, il est capable de se contracter; mais à la différence des autres, comme vos biceps, le palpitant ne peut pas être contrôlé volontairement. À la place, des zones bien précises se contractent périodiquement afin de pomper le sang dans tout le système circulatoire.
Or, comme tous les muscles, le myocarde a aussi besoin de se sustenter en oxygène et en nutriments.. Dans le cœur, ce sont les artères coronaires qui sont responsables de cet approvisionnement. Mais dans certains cas, elles peuvent aussi se retrouver bouchées, notamment par des tissus graisseux. ; les cellules cardiaques se mettent donc à suffoquer. Ces cellules vont rapidement souffrir, ce qui provoque une vive douleur. C’est à partir de ce stade qu’on parle d’infarctus.
Et si la situation n’est pas rétablie dans les plus brefs délais, les cellules en question vont tout simplement mourir. C’est hautement problématique, car contrairement aux autres cellules musculaires, celles du myocarde sont incapables de se régénérer. La zone en question sera définitivement morte et ne jouera plus son rôle correctement, avec tout ce que cela implique pour la santé de l’individu.
Les problèmes cardiaques sont difficiles à étudier
Pour soigner n’importe quelle maladie, le premier enjeu est d’en comprendre les mécanismes physiologiques. Cela implique souvent d’étudier des phénomènes invisibles à l’œil nu qui se déroulent à l’échelle de la cellule. Et ce n’est pas qu’un problème de taille. Pour garantir l’intégrité des résultats, il faut aussi observer ces phénomènes dans des conditions variées, chez différents sujets et sur des périodes prolongées.
Par définition, c’est donc quelque chose qui n’est pas évident à faire chez un être vivant. Et c’est encore plus vrai pour les arrêts cardiaques. Pour les étudier de façon exhaustive, il faudrait réaliser des prélèvements de cellules cardiaques avant, après, et surtout précisément au moment de l’infarctus. Tout simplement inconcevable pour un tas de raisons que l’on espère évidentes. Surtout qu’il faudrait des tas d’échantillons pour pouvoir réellement identifier des tendances.
Pour combler ces lacunes et progresser sur ces questions, il n’y a donc pas trente-six solutions; il faut se tourner vers des outils de simulation. Et c’est exactement la raison d’être de cette puce, qui n’a pas vocation à être implantée directement sur des cœurs humains vivants.
Un modèle pour simuler les infarctus
L’objet en lui-même mesure à peu près la taille d’une pièce de 20 centimes, est-ce qu’on appelle un appareil microfluidique. Ce terme désigne tous les systèmes qui fonctionnent en manipulant des petits volumes de fluide dans des canaux microscopiques, un peu comme les feuilles des arbres.
À la base de la puce, on trouve une petite couche de polymère perméable qui peut laisser passer l’oxygène. De l’autre côté, les chercheurs y ont installé une couche de protéines extrêmement fine. De part et d’autre, ils ont installé deux microcanaux indépendants. En substance, il s’agit d’une imitation très rudimentaire de la structure du cœur. Cela permettra de multiplier les expériences pour mieux cerner les tenants et aboutissants des attaques cardiaques.
À partir de là, l’objectif des chercheurs était de lui faire subir une attaque cardiaque – ou du moins, un phénomène relativement analogue qui pourrait convenir dans le cas de cette reconstitution. Ils ont donc simplement pompé un liquide mal oxygéné dans l’un des canaux de la pompe. “On obtient alors un gradient d’oxygène, comme dans le cas d’une vraie attaque cardiaque”, explique Megan McCain, professeur en bio-ingénierie et biologie des cellules souches.
“Cela nous permettra de comprendre plus clairement comment le cœur change après une attaque. À partir de là, nous pourrons développer et tester des traitements plus efficaces pour empêcher la dégradation ultérieure des tissus, cardiaques”, précise-t-elle.
Il sera donc intéressant d’observer les publications de cardiologie qui pourraient utiliser cette puce; si l’idée s’impose, elle pourrait effectivement conduire à une meilleure compréhension des lésions liées à l’infarctus. Une excellente nouvelle pour les 80,000 personnes qui en font les frais chaque année dans l’Hexagone.
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