Des scientifiques découvrent un nouveau type de cellule cardiaque

• Des perturbations dans un type de cellule cardiaque nouvellement découvert peuvent être à la base de certaines anomalies cardiaques congénitales et d’un éventail plus large d’affections du système nerveux autonome.
• Il a été démontré que les cellules, appelées glie du nexus cardiaque, jouent un rôle important à la fois dans la fréquence cardiaque et le rythme cardiaque.
• Auparavant, les scientifiques pensaient que le nexus glial ne se produisait que dans le système nerveux central.

Les cellules gliales sont présentes dans tout le système nerveux et sont essentielles au développement et au fonctionnement normaux.

Les experts classent ces cellules en fonction de leur fonction principale dans le système nerveux. Les sous-types comprennent la glie engainante, la microglie et l’astroglie.

Le système nerveux comprend le système nerveux central (SNC), le système nerveux périphérique (SNP) et le système nerveux autonome (SNA). Ces deux derniers travaillent ensemble pour contrôler les systèmes et les fonctions des organes non cérébraux, y compris les mouvements musculaires, la digestion, les réponses «combat ou fuite», la respiration, la circulation et la fréquence cardiaque.

Aujourd’hui, des chercheurs ont découvert un nouveau type de cellule gliale dans le cœur qui est cruciale à la fois pour le développement et la fonction et qui peut expliquer certaines anomalies congénitales et d’autres maladies cardiaques.

Le chercheur Cody Smith, Ph.D., professeur agrégé au Département des sciences biologiques de l’Université de Notre Dame, IN, et ses collègues ont rapporté leurs découvertes dans PLOS Biology. Ils décrivent également sa fonction et son emplacement.

À l’aide de tissus de poissons zèbres, de souris et d’humains, le Dr Smith a identifié une région du cœur appelée voie de sortie (OT) qui abritait des cellules dans sa recherche de cellules de type astrogliale.

La nouvelle découverte de ces cellules gliales du nexus cardiaque était cohérente d’une espèce à l’autre. Fait intéressant, cette région de l’OT affecte la santé cardiaque.

Sur le plan du développement, les cellules neuronales du SNC précèdent généralement celles du SNP et du SNA. Le Dr Smith et son équipe ont donc recherché l’origine de ces populations de cellules astrogliales avant qu’elles ne pénètrent dans le cœur. En utilisant le modèle du poisson zèbre, il a confirmé que la source de ces cellules gliales était la crête neurale située dans le cerveau postérieur.

Dans les 24 heures suivant la fécondation des embryons de poisson zèbre, les cellules gliales ont commencé à migrer vers le cœur. Au jour 4, ils avaient peuplé l’OT. Là, une partie des cellules s’est ensuite différenciée en cellules gliales du nexus cardiaque tandis qu’une autre partie s’est différenciée en cardiomyocytes et en cellules musculaires lisses.

L’équipe du Dr Smith a ensuite confirmé la présence de ces astroglies dans les tissus cardiaques de souris et humains. Contrairement aux recherches précédentes, c’était l’astroglie qui précédait le développement neuronal – c’était difficile à expliquer étant donné que la ramification axonale des neurones ne se produit qu’en l’absence de glie.

Astroglie et fonction cardiaque

Pour tester leur hypothèse selon laquelle ces cellules gliales du nexus cardiaque régulent les fonctions autonomes liées au cœur, le Dr Smith et son équipe ont retiré ou ablaté les cellules d’une espèce à l’autre. En moyenne, les échantillons ablatés avaient des fréquences cardiaques accrues de plus de 20 battements par minute. Cette augmentation rythmique de la fréquence cardiaque est connue sous le nom de tachycardie ventriculaire.

Étant donné que la tachycardie ventriculaire est due à un déséquilibre de l’activité ionique dans le TO, les scientifiques ont voulu savoir si l’absence de nexus glial cardiaque dans cette région était la cause principale.

Pour ce faire, ils ont enlevé la glie du nexus cardiaque dans d’autres régions, notamment l’oreillette – la chambre supérieure du cœur. Il n’y avait aucun effet sur la fréquence cardiaque, confirmant l’importance de la glie du nexus cardiaque dans la région OT.

De plus, ils ont découvert des effets significatifs en aval de cette perturbation de la glie du nexus cardiaque sur les branches sympathiques et parasympathiques du SNA. La manipulation chimique de la glie du nexus cardiaque a provoqué une augmentation importante de la durée de la fibrillation ventriculaire – un rythme cardiaque irrégulier – indiquant un rôle réactif du système nerveux sympathique dans la dysrythmie.

Le Dr Smith a noté que 30% des anomalies cardiaques congénitales ont des liens directs avec le dysfonctionnement de l’OT. Cependant, on ne sait pas si cela est spécifiquement dû à une aberration de la glie du nexus cardiaque dans le processus de développement.

Comprendre les neurones du système cardiovasculaire

Malgré ces nouvelles données expérimentales sur la manipulation astrogliale et la fonction cardiaque, on ne sait toujours pas comment – ​​ou si – cela se traduit par des maladies cardiaques chez l’homme.

Alors que les anomalies cardiaques congénitales sont facilement détectables in utero pendant la grossesse, les problèmes cardiovasculaires ultérieurs sont multifactoriels et impliquent une interaction complexe entre la génétique et le mode de vie.

Lorsqu’on lui a demandé si cette découverte de l’astroglie dans le cœur pouvait sous-tendre un lien potentiel entre un stress extrême ou des états émotionnels et des problèmes cardiaques, le Dr Smith a noté que cette nouvelle recherche n’était pas encore translationnelle. Il a déclaré à Medical News Today :

« Je pense qu’il est beaucoup trop tôt pour connaître le rôle physiologique de ces cellules. Nous en sommes vraiment aux premières phases de la compréhension de leur rôle. […] En ce qui concerne les observations cliniques que vous avez mentionnées, j’espère que lorsque nous commencerons à les étudier davantage dans des systèmes modèles comme le poisson zèbre, nous saurons quel ensemble plus restreint de questions le domaine peut étudier pour les humains.

Néanmoins, cette découverte cellulaire était plutôt inattendue et peut être un signe avant-coureur de découvertes futures dans le domaine de la neurobiologie cardiaque.

« Nous avons lancé ce projet parce que nous étions fascinés par l’inconnu de la neurobiologie, mais nous sommes peut-être tombés sur une cellule pertinente pour avoir un cœur en bonne santé. L’investissement dans la science fondamentale a cependant été l’étincelle », a expliqué le Dr Smith.

“Comme pour les autres cellules gliales du système nerveux, il semble que nous ne soyons qu’à la pointe de l’iceberg avec le rôle de la glie dans le fonctionnement du système nerveux. C’est une période passionnante pour être sur le terrain.