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Actualités scientifiques

La formation des valves cardiaques dépend directement de deux protéines sensibles aux forces mécaniques des flux sanguins

© IGBMC


La formation embryonnaire des valves cardiaques permet au flux sanguin de privilégier peu à peu un sens unique de circulation.

Le niveau d’expression du gène klf2a et la formation des valves cardiaques est liée à l’intensité des oscillations de flux sanguin qui induit une augmentation de la concentration intracellulaire en calcium par l’intermédiaire des canaux ioniques trpp2 et trpv4.

 

 

12 mai 2015


L’équipe de Julien Vermot de l’Institut de génétique et de biologie moléculaire et cellulaire (IGBMC) vient de montrer comment les forces mécaniques générées par le flux sanguins activent le processus de formation des valves cardiaques embryonnaires via deux protéines Trpv4 et Trpp2 (aussi appelée PC2).

Les anomalies des valves cardiaques sont parmi les anomalies du système cardiovasculaire les plus fréquentes chez les humains et il est à ce jour impossible de corriger ces défauts, si ce n’est par greffe de valve directement chez le patient.

Ces travaux - publiés le 7 mai 2015 dans la revue Current Biology - pourraient permettre d’optimiser la formation de valves in vitro en stimulant ces protéines sensibles aux flux sanguins.

 

 

Chez les animaux vertébrés, l’activité cardiaque joue un rôle déterminant dans la formation du cœur. Les  valves cardiaques y sont essentielles car elles agissent comme des « clapets anti-retour » qui permettent le pompage du sang dans une seule direction.

On savait qu’en diminuant la contraction du myocarde, les flux sanguins entre les différentes parties du cœur en formation sont modifiés et mènent à des défauts des valves.

Récemment, l’équipe de Julien Vermot avait montré que le caractère oscillatoire du flux sanguin avant la formation des valves est nécessaire pour  leur formation car les oscillations activent l’expression du gène klf2a, connu pour son rôle majeur dans la protection des artères. Les chercheurs avaient notamment montré qu’au démarrage de la formation d’une valve, les flux oscillants modifient les forces exercées sur la paroi de l’endocarde et que ces variations sont perçues par les cellules endothéliales.

Ils viennent de démontrer comment : des canaux sensibles aux forces mécaniques sont activés en réponse aux variations d’intensité du flux sanguin et contrôlent directement  la genèse des valves en modifiant la réponse des cellules de l’endocarde.

En observant les mouvements des cellules sanguines cardiaques par microscopie rapide et en les comparant à un modèle mathématique, ils ont chiffré les forces mécaniques oscillantes qui s’appliquent aux parois de l’endocarde durant la formation des valves et démontré que ces forces influent directement sur  la réponse des cellules endothéliales.

Ils ont également observé que la teneur en calcium et l’activité du promoteur du gène klf2a sont dictés par l’amplitude d’oscillation du flux sanguin par l’intermédiaire des deux protéines Trpv4 et Trpp2 (aussi appelée PC2).

Ainsi, les valves sont désorganisées à l’échelle cellulaire lorsque ces deux protéines sont absentes et si on diminue les taux de calcium et klf2a, en diminuant l’intensité des oscillations par exemple, ceux-ci sont ramenés à la normale en stimulant ces protéines.

Ce mécanisme de transduction mécanique impliqué dans la formation des valves cardiaques des vertébrés permet d’envisager désormais des améliorations des processus utilisés pour la fabrication de valves in vitro.

 

 

 Lire le communiqué de l'INSERM

 

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