Crédit photo : Pexels/Stephen Andrews / Comprendre la façon dont les cœurs vieillissent et mettre en lumière une voie possible pour ralentir le vieillissement cardiaque.
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Ralentir le vieillissement cardiovasculaire

Une équipe de bio-ingénieurs a publié un article qui aide à faire progresser notre compréhension de la façon dont les cœurs vieillissent et met en lumière une voie possible pour ralentir la senescence cardiaque.

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Publié dans UC San Diego par Kiran Kumar

Les maladies cardiovasculaires sont la principale cause de décès dans le monde et sont provoquées en partie par un dysfonctionnement structurel cardiaque lié à l’âge. Une équipe de bio-ingénieurs du laboratoire du professeur Adam Engler à l’Université de Californie à San Diego a publié un article dans Nature Aging  qui aide à faire progresser notre compréhension de la façon dont les cœurs vieillissent et met en lumière une voie possible pour ralentir la senescence cardiaque.

Crédit photo : UC San Diego
Natalie Kirkland, chercheuse post-doctorale

Natalie Kirkland, PhD, chercheuse post-doctorale au laboratoire d’Engler et première auteure de l’article, a utilisé des mouches des fruits pour montrer que la lamine C, une protéine responsable du maintien de l’intégrité structurelle des noyaux des cellules cardiaques, diminue à mesure que les mouches vieillissent. Cette étude a révélé que le déclin de lamine est responsable du remodelage structurel induit par l’âge dans les cœurs de mouches des fruits, et qu’il pourrait être une cible potentielle pour ralentir, voire aider à inverser, le vieillissement cardiovasculaire chez l’homme.

« Notre travail démontre que le remodelage nucléaire dépendant de l’âge joue un rôle clé dans la fonction cardiaque », a déclaré Kirkland, « La morphologie nucléaire est probablement un marqueur de la santé cellulaire et tissulaire et pourrait être ciblée pour des thérapies potentielles. »

Crédit photo : UC San Diego
Scott Skalak, étudiant de premier cycle en bio-ingénierie, est coauteur de cet article.

Kirkland, des chercheurs de l’Engler Lab, et leurs collaborateurs du Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute et du National Institute on Aging des National Institutes of Health, ont utilisé des mouches des fruits (Drosophila Melanogaster) pour cette étude pour 3 raisons :

  1. La durée de vie de la mouche des fruits est comprise entre six et huit semaines, ce qui les rend pratiques pour les études liées à l’âge
  2. Les mouches des fruits et les humains partagent 82% de leurs protéomes cardiaques.
  3. Les mouches des fruits ont une génétique simple qui est facile à imiter.

Les mouches des fruits et les humains partagent 82% de leurs protéomes cardiaques.

Ces propriétés font des mouches des fruits un modèle relativement rapide et facile pour identifier les voies de préservation cardiaque d’intérêt pour la recherche humaine. Kirkland et Scott Skalak, étudiant de quatrième année en bio-ingénierie de premier cycle, coauteur de l’article, ont utilisé une technique de microdissection sur le cœur des mouches. Les cœurs ont ensuite été préservés et examinés par immunofluorescence et microscopie confocale. « C’est ainsi que j’ai observé pour la première fois que les noyaux rétrécissaient et devenaient plus ronds chez les mouches plus âgées », a déclaré Kirkland.

L’équipe a ensuite quantifié ce changement en segmentant et en mesurant la rigidité nucléaire avec la microscopie à force atomique. C’est alors qu’ils ont découvert que les noyaux des cardiomyocytes se raidissent au cours du vieillissement naturel. Après avoir effectué une analyse génétique, les chercheurs ont constaté que l’expression des lamines nucléaires diminue à mesure que les mouches vieillissent.

Crédit photo : Pexels/Egor Kamelev
L’expression des lamines nucléaires diminue à mesure que les mouches des fruits vieillissent.

L’équipe a pu vérifier que ces résultats s’appliquaient également aux souris et aux primates, grâce à des collaborateurs du National Institute on Aging. Cela indique qu’un rôle pour les lamines peut également s’appliquer au vieillissement cardiaque humain, ce qui pourrait avoir une valeur thérapeutique énorme, car cibler les voies stimulant les lamines pourrait potentiellement aider à éviter ce changement mécanique lié au vieillissement cardiaque.

Dérégulation des programmes transcriptionnels cardiaques

« Nous avons trouvé un rôle pour les facteurs de transcription cardiaque dans la régulation de la contractilité cardiaque adulte et montrons que le maintien de lamine C, et l’expression du facteur de transcription cardiaque, empêche le déclin cardiaque dépendant de l’âge », notent les chercheurs dans l’étude. « Nos résultats sont conservés chez des primates et des souris, démontrant que le remodelage nucléaire dépendant de l’âge est un mécanisme majeur contribuant au dysfonctionnement cardiaque. »

Les recherches futures exploreront pourquoi les lamines sont perdues avec l’âge et comment le maintien de l’expression de certains gènes cardiaques peut améliorer la fonction cardiaque et la durée de vie. Pour Skalak, l’expérience a contribué à solidifier sa décision de postuler à des programmes de doctorat en bioingénierie après avoir obtenu son diplôme en 2023. Il a appris à quel point la planification et la communication sont importantes pour le processus de recherche, ainsi qu’une variété de compétences en biologie moléculaire.

« Les premières semaines et les premiers mois de mon implication dans le laboratoire et ce projet impliquaient d’aider le Dr Kirkland là où je le pouvais tout en perfectionnant les nouvelles compétences qu’on m’avait enseignées », a déclaré Skalak. Ces compétences impliquaient l’élevage et les soins de la drosophile, l’immunofluorescence, la microdissection de la drosophile et la microscopie confocale. Au fil du temps, j’ai développé mes nouvelles compétences, en particulier la dissection de la drosophile, ce qui m’a permis de réaliser de nouvelles expériences de manière indépendante. Les changements de lamine liés à l’âge induisent un dysfonctionnement cardiaque via une dérégulation des programmes transcriptionnels cardiaques.

SOURCE : UC San Diego
Traduit de l’anglais

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