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La formation des valves cardiaques enfin déterminée

Image des cellules endocardiques du cœur de zebrafish après photoconversion (1) du ventricule du cœur. Le ventricule qui est photoconverti apparaît en mauve tandis que l'atrium, qui ne l’est pas, apparaît en vert. Cette approche a permis aux chercheurs de traiter les mécanismes cellulaires associés à la formation des valves cardiaques.

 

(1)    Photoconversion : il s'agit de la conversion d'une substance à partir d'une forme à l'autre en utilisant l'énergie fournie par la lumière.

klf2a couples mechanotransduction and zebrafish valve morphogenesis through fibronectin synthesis.

Steed E(1,)(2,)(3,)(4), Faggianelli N(1,)(2,)(3,)(4), Roth S(1,)(2,)(3,)(4), Ramspacher C(1,)(2,)(3,)(4), Concordet JP(5,)(6,)(7), Vermot J(1,)(2,)(3,)(4).

Nat Commun 25 mai 2016


25 mai 2016

L’équipe de Julien Vermot travaille sur les mécanismes qui régulent la formation des valves cardiaques. Les chercheurs ont pu montrer comment celles-ci se forment suite à l’effet des forces mécaniques exercées par les contractions musculaires cardiaques. Les chercheurs espèrent que cette découverte permettra d’améliorer à terme la formation de valves in vitro. Ces résultats sont publiés depuis le 25 mai 2016 dans la revue Nature Communications.

 

Les valves cardiaques sont des structures essentielles au bon fonctionnement du cœur et à la circulation sanguine. Elles permettent, en effet le pompage du sang dans une seule direction. Au cours d’une vie humaine, le cœur bat plus de 2,6 milliards de fois. Les valves cardiaques sont donc parmi les structures les plus stimulées mécaniquement de notre corps.

 

L’équipe de Julien Vermot s’intéresse aux mécanismes qui régulent la formation des valves cardiaques et plus particulièrement au rôle des forces mécaniques impliquées dans leur formation. Au cours du développement embryonnaire, la formation des valves cardiaques dépend des forces exercées par le sang sur les cellules du cœur et plus particulièrement sur les parois de l’endocarde. L’équipe a récemment montré que les forces exercées par le changement d’intensité du flux sanguin sur ces parois, activent des récepteurs nécessaires à la bonne formation des valves cardiaques. Pourtant à ce jour, le mécanisme par lequel les forces mécaniques coordonnent la mise en place de la valve cardiaque dans le cœur embryonnaire reste encore incompris.

 

Les étapes de formation de la valve cardiaque dans le cœur embryonnaire

 

Grâce à des techniques d’imagerie in vivo à haute résolution, l’équipe de Julien Vermot a observé les mouvements de cellules impliqués dans la formation des valves cardiaques. Ces chercheurs ont également utilisé des approches d’analyses du transcriptome pour identifier les gènes contrôlant ces mouvements.

 

Lors de cette étude, les scientifiques ont montré que la formation des valves cardiaques se réalise grâce à des mouvements cellulaires très coordonnés. Les chercheurs ont montré que ces mouvements s’opèrent grâce à la formation d’une matrice extracellulaire constituée principalement de fibronectines. Les fibronectines sont des glycoprotéines présentes très tôt au cours du développement embryonnaire et jouent un rôle dans la migration cellulaire. L’équipe de Julien Vermot a mis aussi en évidence que la régulation des mouvements cellulaires nécessaires à la formation de la valve cardiaque est sous le contrôle de klf2a (Krüppel-like factor 2a), un des gènes dont l’expression est activée par les forces mécaniques générées par le flux sanguin, et qui est également connu pour son rôle majeur dans la protection des artères. De manière intéressante, le gène klf2a contrôle également la synthèse de fibronectine (voir schéma).

 

Ces travaux vont permettre de mieux comprendre les maladies de la valve cardiaque. Ces pathologies sont souvent associées à des problèmes apparaissant dès la naissance du fait d’une formation embryonnaire anormale. De nombreuses maladies de la valve cardiaque sont également associées à la réactivation de gènes embryonnaires à un stade ultérieur. L’ensemble de ces résultats vont ainsi permettre aussi d’envisager des améliorations des processus utilisés pour la fabrication de valves in vitro.

 

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