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Des scientifiques israéliens ont développé des tissus cardiaques 3D conçus pour simuler le type de rythme cardiaque irrégulier le plus courant (arythmie) – la fibrillation auriculaire – permettant une investigation détaillée pour un traitement personnalisé.

Les tissus, issus de cellules souches, ouvrent la voie à des médicaments personnalisés et même à des implants pour les patients cardiaques à l’avenir.

L’équipe Technion – Israel Institute of Technology, le Rambam Medical Care Campus (Rambam Medical Center), et des collègues du McEwen Stem Cell Institute du University of Toronto Health Network (Canada), produit avec Tissu cardiaque auriculaire et ventriculaire ont réussi dérivé de cellules souches humaines. Les deux types de tissus avaient des propriétés uniques en termes de modèles d’expression génique et protéique, d’activité électrique et de propriétés contractiles, simulant les tissus correspondants trouvés dans les cœurs vivants.

«La séparation entre ces deux types de tissus est importante parce que des médicaments peuvent améliorer la fonction des cellules auriculaires et, par conséquent, prévenir les arythmies dans le pavillon auriculaire, ou peuvent endommager la fonction des cellules ventriculaires et même induire des arythmies ventriculaire », a expliqué le chercheur principal, le professeur Lior Gepstein, du Technion-Israel Institute of Technology.

«Par exemple, dans le cas de la fibrillation auriculaire – le type le plus courant de battements cardiaques irréguliers qui est également responsable de plus d’un quart de tous les accidents vasculaires cérébraux – nous voulons influencer l’activité électrique des cellules auriculaires grâce à l’utilisation de médicaments , sans affecter la fonction du tissu ventriculaire. Maintenant que nous pouvons fabriquer individuellement les cellules de l’oreillette et du ventricule, nous pouvons tester chaque médicament pour chaque type de cellule séparément. »

La technologie a le potentiel de former la base d’une gamme de médicaments personnalisés, car elle produit des tissus basés sur le propre ADN du patient. Pour faire croître le tissu, des cellules adultes telles que la peau ou le sang seraient prélevées sur le patient et retournées à un état de cellules souches embryonnaires. Les cellules résultantes sont cultivées en laboratoire pour croître dans le tissu requis, dans ce cas, le tissu cardiaque auriculaire ou ventriculaire.

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Les tissus et les méthodes utilisées pour les étudier pourraient révolutionner le domaine du développement de médicaments, car les tissus pourraient se développer à partir des propres cellules souches du patient et être utilisés pour tester différents traitements avant d’administrer le traitement au patient. Cela permettrait aux médecins d’identifier la thérapie qui répond le mieux aux besoins de leurs patients, améliorant ainsi les résultats.

À long terme, le professeur Gepstein s’attend à ce que la technologie soit utilisée pour créer des tissus pour les greffes, en évitant le problème de rejet qui se produit lorsque les tissus étrangers du patient sont utilisés. « Ces tissus seront bien reçus car ils sont basés sur les caractéristiques génétiques du patient », a-t-il déclaré.

La recherche, publiée dans Nature Communications, a complété une étude antérieure du laboratoire du professeur Gepstein, utilisant un modèle 2D de tissu cardiaque pour étudier un trouble génétique appelé syndrome du QT court, qui provoque des arythmies et peut entraîner une mort subite. Cette étude a démontré la possibilité d’utiliser la technologie d’édition génétique (CRISPR) pour corriger la mutation qui provoque le syndrome du QT court, fournissant une preuve de concept du potentiel de cette technologie pour traiter les troubles génétiques à l’avenir.

La recherche complète également celle menée par une équipe de l’Université de Tel Aviv, Israël, qui a révélé en avril dernier qu’ils avaient imprimé un cœur entier en 3D comprenant des cellules, des vaisseaux sanguins, des chambres et des ventricules, en utilisant des tissus d’origine humaine.

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