Dans une percée majeure, une équipe de chercheurs israéliens a dévoilé un modèle de cœur humain miniature sur une puce, susceptible de révolutionner la recherche cardiovasculaire et d’offrir des alternatives aux expérimentations sur les animaux. Ce modèle de cœur humain multichambre à rythme libre, pas plus gros qu’un grain de riz, promet ainsi de changer radicalement la façon dont le cœur et ses fonctions sont étudiés.
Cette avancée relayée dans la prestigieuse revue Nature Biomedical Engineering ouvre « une nouvelle ère dans la recherche cardiovasculaire », selon l’équipe de recherche israélienne dirigée par Yaakov Nahmias, professeur de bio-ingénierie à l’Université hébraïque de Jérusalem.
Cette réplique précise du cœur humain a été mise au point en utilisant des cellules souches pluripotentes induites par l’homme (hiPSC). Le modèle comprend plusieurs chambres, des grappes de stimulateurs cardiaques, une membrane épicardique et un revêtement endocardique, tous méticuleusement conçus pour imiter la structure et les fonctions du cœur humain.
L’une des caractéristiques les plus importantes de cette reproduction est sa capacité à fournir des mesures en temps réel de paramètres essentiels, tels que la consommation d’oxygène, le potentiel de champ extracellulaire et la contraction cardiaque. Cette capacité a déjà permis aux scientifiques d’acquérir des connaissances sans précédent sur la fonction et les maladies cardiaques. Le petit modèle de cœur a notamment permis d’identifier une nouvelle forme d’arythmie cardiaque distincte de celles observées dans les modèles animaux traditionnels, offrant ainsi de nouvelles voies pour l’étude de la physiologie humaine.
Les implications de cette découverte s’étendent par exemple à l’industrie pharmaceutique, en permettant aux chercheurs d’acquérir des connaissances inestimables sur les effets précis des composés pharmaceutiques sur le cœur humain. La réponse du modèle cardiaque au médicament chimiothérapeutique mitoxantrone, couramment utilisé pour traiter la leucémie et la sclérose en plaques, a été soigneusement testée.
Grâce à ces expériences, les chercheurs ont mis en évidence comment la mitoxantrone induit l’arythmie en perturbant le couplage électro-mitochondrial du cœur. Ils ont également découvert une solution potentielle en administrant la metformine, un médicament courant contre le diabète, qui s’est avéré prometteur pour atténuer certains des effets indésirables du médicament. « Ce modèle de cœur humain miniature mais sophistiqué a le potentiel de remodeler les pratiques de dépistage des médicaments, de faire progresser notre compréhension des maladies cardiovasculaires et, en fin de compte, de contribuer à un avenir plus sain et plus durable », indique l’équipe du Pr Namias.
Les maladies cardiovasculaires restent – avec les cancers – les principales causes de décès dans le monde, ce qui souligne l’importance cruciale de cette avancée.
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