Des chambres cardiaques artificielles pour étudier les malformations congénitales

En Suisse, près de 600 à 800 enfants par an naissent avec une malformation cardiaque congénitale. Si les répercussions immédiates de ces cardiopathies ne sont généralement pas graves, un quart d’entre elles nécessitent un traitement au cours de la première année de vie. Pour étudier le développement de ces malformations, aucun modèle artificiel ne permet actuellement d’éviter le recours aux animaux.

L’équipe dirigée par Marco Osterwalder, professeur assistant à l’Université de Berne, veut développer des organoïdes cardiaques. Ces modèles cellulaires sont élaborés à partir de cellules souches humaines reprogrammées afin que de petites cavités cardiaques pulsantes puissent se développer à partir d’elles. De tels modèles contribuent à simuler le développement du cœur durant la phase embryonnaire. « L’utilisation d’organoïdes cardiaques offre pour la première fois la possibilité d’étudier le développement du cœur humain in vitro et donc de réduire le nombre d’expériences in vivo pratiquées sur les animaux », explique ce dernier.

L’équipe souhaite découvrir les gènes impliqués dans le développement des malformations cardiaques et étudier comment ils sont régulés, c’est-à-dire, comment leur expression est « activée ou désactivée ».

En raison de la complexité du cœur humain, l’expérimentation animale demeurera nécessaire, mais ces nouvelles méthodes pourront être utilisées, par exemple, pour étudier les changements génétiques et leurs effets sur le tissu cardiaque. « Nous espérons pouvoir réduire le nombre d’expériences sur les animaux – dans notre laboratoire et partout ailleurs », souligne Marco Osterwalder.

Outre ces modèles cellulaires, l’équipe travaillera également à élaborer des méthodes de calcul et utilisera l’apprentissage automatique afin d’étudier la régulation des gènes.

HeartX: Decoding cardiac regulatory landscapes in an all-human model for cardiogenesis