Il ressort d’une nouvelle étude que l’insuffisance cardiaque est le résultat de mutations dans des gènes distincts. Cette découverte ouvrira-t-elle la voie à un traitement amélioré et personnalisé des patients?
On estime que 23 millions de personnes souffrent d’insuffisance cardiaque dans le monde. Les maladies du muscle cardiaque qui empêchent le cœur de pomper le sang pour l’envoyer vers le reste de l’organisme, comme la cardiomyopathie dilatée (CMD) et la cardiomyopathie arythmogène (CMA), peuvent provoquer une insuffisance cardiaque. Cependant, les traitements actuels s’avèrent souvent inadaptés, car ils ne tiennent pas compte de ces conditions distinctes.
L’identification systématique des molécules et des voies qui jouent un rôle dans l’insuffisance cardiaque pourrait jeter les bases de traitements plus efficaces. Afin de concrétiser cette vision, une équipe internationale de chercheurs a eu recours au séquençage d’ARN à noyau unique (snRNAseq) pour mieux comprendre les modifications spécifiques qui ont lieu dans différents types et états cellulaires.
Soutenue en partie par le projet CodingHeart, financé par l’UE, ses recherches ont accouché de résultats surprenants. Si certaines signatures génétiques sont communes aux cœurs sains et malades, d’autres leur sont propres. Ce constat pointe vers de nouvelles cibles thérapeutiques candidates et donne à penser que des traitements personnalisés pourraient entraîner une meilleure prise en charge des patients. L’étude a été publiée dans la revue «Science».
«Nos découvertes sont l’occasion idéale de repenser la manière dont nous traitons l’insuffisance cardiaque et soulignent l’importance de comprendre ses causes profondes et les mutations qui conduisent à des changements susceptibles de modifier le fonctionnement du cœur», déclare la Dr Christine E. Seidman, auteure de l’étude, dans un article publié sur «Newswise». Christine E. Seidman est professeure de médecine Thomas W. Smith à la Harvard Medical School et directrice du Cardiovascular Genetics Center au Brigham and Women’s Hospital.«Il s’agit d’une recherche fondamentale, mais elle identifie les cibles qui peuvent être poursuivies expérimentalement pour propulser les futurs traitements», poursuit Christine E. Seidman. «Nos résultats soulignent également l’importance du génotypage; non seulement le génotypage renforce la recherche, mais il peut également conduire à un meilleur traitement personnalisé pour les patients.»
L’équipe de recherche a analysé des échantillons de tissus prélevés sur 18 donneurs sains et 61 patients souffrant d’insuffisance cardiaque atteints de CMD, CMA ou d’une cardiomyopathie inconnue. La snRNAseq a permis à l’équipe d’étudier la lecture génétique de cellules uniques afin d’identifier les changements cellulaires et moléculaires qui ont lieu dans chaque type de cellule distinct.
Sur un total estimé de 881 000 noyaux isolés issus de cœurs sains et malades, les scientifiques ont identifié 10 types cellulaires majeurs et 71 états transcriptionnels distincts. Dans les tissus de patients atteints de CMD et de CMA, les cardiomyocytes (cellules qui font se contracter le cœur, l’aidant à pomper le sang vers le reste de l’organisme) s’étaient considérablement épuisées, tandis que le nombre de cellules endothéliales et immunitaires avait augmenté. En outre, alors que le tissu conjonctif des cœurs malades était plus épais et présentait plus de cicatrices, le nombre de fibroblastes (cellules qui contribuent à la formation du tissu conjonctif) n’avait étrangement pas augmenté. Ils affichaient toutefois des états transcriptionnels altérés.
Des analyses complémentaires de cœurs présentant des mutations dans certains gènes de la maladie, notamment les gènes LMNA et TTN de la CMD et le gène PKP2 de la CMA, ont identifié des différences moléculaires et cellulaires ainsi que de nombreuses modifications transcriptionnelles communes. L’équipe a également adopté des approches d’apprentissage automatique pour étudier les modèles de cellules et de génotypes dans les données. Grâce au niveau de prévision des génotypes remarquablement élevé obtenu pour chaque échantillon de cœur, ils ont ainsi pu confirmer que les génotypes activent des voies d’insuffisance cardiaque très spécifiques.
CodingHeart (Novel Coding Factors in Heart Disease) est hébergé par le centre Max Delbrück de médecine moléculaire, qui fait partie de l’association Helmholtz, en Allemagne. Le projet s’achèvera en décembre 2023.
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