Un petit modèle de cœur offre un potentiel révolutionnaire pour le dépistage des médicaments et les traitements des maladies cardiovasculaires

Dans le cadre d’une percée remarquable, une équipe collaborative de chercheurs, dirigée par le professeur Yaakov Nahmias de l’Université hébraïque de Jérusalem, de l’Institut de technologie Technion-Israël et de Tissue Dynamics Ltd., a dévoilé un modèle miniature de cœur humain qui pourrait potentiellement transformer les tests de dépistage de drogues et recherche cardiovasculaire.

Cette étude, publiée dans Génie biomédical naturelprésente un modèle de cœur humain à plusieurs chambres, à votre rythme, pas plus gros qu’un grain de riz, qui promet de révolutionner la façon dont nous étudions le cœur et ses fonctions.

Les maladies cardiovasculaires restent la principale cause de mortalité mondiale, soulignant l’importance cruciale de ce travail pionnier. Le professeur Nahmias et son équipe se sont lancés dans un projet complexe visant à créer une réplique précise du cœur humain à l’aide de cellules souches pluripotentes induites par l’homme (hiPSC). Le modèle résultant comprend plusieurs chambres, groupes de stimulateurs cardiaques, membrane épicardique et revêtement endocardique, tous méticuleusement conçus pour imiter la structure et les fonctions du cœur humain.

L’une des caractéristiques les plus importantes de ce modèle cardiaque 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 permis aux scientifiques d’acquérir des connaissances sans précédent sur la fonction cardiaque et les maladies cardiaques, ce qui a changé la donne dans le domaine de la recherche cardiovasculaire.

Le modèle cardiaque, de la taille d’environ un demi-grain de riz, représente un exploit remarquable dans la recherche cardiaque et recèle un immense potentiel pour les tests de précision des médicaments. L’équipe de recherche a déjà fait des découvertes révolutionnaires qui étaient auparavant impossibles à réaliser avec les méthodes conventionnelles. Le modèle cardiaque a notamment dévoilé une nouvelle forme d’arythmie cardiaque, distincte de celles observées dans les modèles animaux traditionnels, ouvrant ainsi de nouvelles voies pour étudier la physiologie humaine.

Les implications de cette découverte s’étendent à l’industrie pharmaceutique, car elle permet 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 identifié comment la mitoxantrone induit des arythmies en perturbant le couplage électro-mitochondrial du cœur. Il est encourageant de constater que l’équipe a également découvert une solution potentielle en administrant de la metformine, qui s’est révélée prometteuse pour atténuer les effets indésirables du médicament.

Le professeur Nahmias, directeur du Grass Center for Bioengineering de l’Université hébraïque de Jérusalem et membre de la Royal Society of Medicine et de l’AIMBE, a souligné l’importance de leur travail. “L’intégration de notre modèle complexe de cœur humain avec des capteurs nous a permis de surveiller des paramètres physiologiques critiques en temps réel, révélant une dynamique mitochondriale complexe pilotant les rythmes cardiaques. Il s’agit d’un nouveau chapitre dans la physiologie humaine”, a déclaré Nahmias.

En partenariat avec Tissue Dynamics, les scientifiques ont développé un système robotique capable de dépister en parallèle 20 000 minuscules cœurs humains pour des applications de découverte de médicaments. Les applications potentielles de ce système microphysiologique sont vastes et promettent d’améliorer notre compréhension de la physiologie cardiaque et d’accélérer la découverte d’interventions pharmaceutiques plus sûres et plus efficaces, conduisant à un avenir plus sain pour tous.

En offrant une précision et des informations inégalées sur les maladies cardiovasculaires, ce modèle avancé de cœur humain a le potentiel de révolutionner les méthodologies de test des médicaments. Grâce à ce petit modèle de cœur, les chercheurs sont sur le point de faire des progrès significatifs dans le développement de médicaments plus sûrs et plus efficaces pour les patients du monde entier, ce qui pourrait potentiellement sauver des vies et améliorer les résultats pour les patients.

De plus, le modèle de cœur miniature présente également un avantage éthique, car il offre une alternative viable à l’expérimentation animale. Cette découverte révolutionnaire pourrait marquer un tournant dans l’industrie pharmaceutique, en réduisant le recours aux modèles animaux et en minimisant les dommages potentiels aux animaux dans la poursuite des progrès médicaux.

En conclusion, le petit modèle de cœur développé par le professeur Nahmias et son équipe représente une réalisation monumentale aux implications considérables pour la recherche médicale. 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, à terme, de contribuer à un avenir plus sain et plus durable.