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Une nouvelle plateforme pour tester les traitements cardiovasculaires

Les maladies cardiovasculaires représentent toujours le problème de santé numéro un dans le monde. Une étude européenne a voulu développer une nouvelle stratégie de traitement des maladies cardiovasculaires s'appuyant sur la technologie des cellules souches.
Une nouvelle plateforme pour tester les traitements cardiovasculaires
Les options pharmacologiques actuelles ne proposent pas de traitement durable pour les maladies cardiovasculaires, la transplantation d'organe restant toujours l'option finale pour le traitement des patients. Les modèles in vitro disponibles ne représentent pas suffisamment la complexité d'un tissu vivant et les essais sur l'animal soulèvent maintenant des problèmes éthiques en plus de la difficulté de la transposition de leurs résultats à l'homme.

Le projet TIME TO MATURE (Design and validation of a conductive polymer-based system for the functional maturation of human pluripotent stem cell derived cardiomyocytes as a platform for drug testing), financé par l'UE, a développé un nouveau modèle in vitro qui possède toutes les caractéristiques nécessaires d'un tissu cardiaque natif pour la réalisation d'essais de nouvelles molécules.

Les cellules souches pluripotentes humaines (hPSC, pour human pluripotent stem cells) représentent une source potentiellement illimitée de cardiomyocytes (CM) pour les besoins de la biopharmacologie. La découverte des cellules souches pluripotentes humaines induites (hiPSC, pour human induced pluripotent stem cells) permet maintenant le développement de modèles cellulaires capables de résumer les caractéristiques de la maladie. L'un des objectifs principaux du projet TIME TO MATURE était dévolu à l'amélioration du processus de différenciation des hPSC en cardiomyocytes et par suite à l'obtention d'une population homogène de cellules matures et fonctionnelles.

Les partenaires du projet ont développé un protocole de différenciation optimisé des cardiomyocytes à partir de cinq lignées de cellules souches pluripotentes humaines, suivi d'un profilage génétique extensif incluant les marqueurs de la spéciation de la chambre cardiaque. Cette analyse nous offre ainsi de nouvelles données sur la façon dont cet ensemble de gènes est exprimé tout au long de la différentiation des hPSC. Surtout, les chercheurs ont conçu et produit les outils de biologie moléculaire qui permettront la différentiation spécifique des cardiomyocytes dérivés de cellules souches pluripotentes en cellules atriales ou ventriculaires.

Les partenaires du projet ont également obtenu des résultats extraordinaires dans le domaine des hydrogels conducteurs à base de protéines supportant la croissance et le fonctionnement des cellules cardiaques primaires y compris les cardiomyocytes dérivés des hPSC. Les chercheurs ont caractérisé de manière extensive la fonctionnalité de ce nouvel hydrogel sur différents stades de cardiomycytes-hPSC. Une étude sur des lignées de cellules souches pluripotentes induites dérivées d'un patient présentant une forme génétique de cardiomyopathie hypertrophique a permis d'obtenir des informations essentielles sur l'applicabilité de ces hydrogels pour des applications de médecine personnalisée.

En conclusion, les membres du projet ont montré que les hydrogels à base de protéines offraient de nouveaux substrats pour les études sur les cardiomyocytes. Le plus extraordinaire, c'est que l'utilisation de ces hydrogels à base de protéines autorise le développement de stratégies de modélisation réellement personnalisées pour la découverte de nouvelles molécules thérapeutiques.

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Mots-clés

Maladie cardiovasculaire, cellules souches, TIME TO MATURE, hPSC, hydrogel conducteur à base de protéines, ingénierie tissulaire