Recherche sur les maladies cardiovasculaires

En thérapeutique cardiovasculaire, plusieurs voies peuvent être explorées. Les approches traditionnelles se sont concentrées sur des outils de diagnostic aptes à détecter des anomalies du système cardiovasculaire, le risque de développer une pathologie, mais aussi sur le développement de médicaments efficaces capables de normaliser la fonction cardiaque¹. De plus, les cardiologues ont eu recours à des méthodes d’intervention telles que la mise en place d’un stent, des procédures chirurgicales visant à remplacer les valves et des pontages aorto-coronariens (PAC) permettant de rétablir une fonction cardiaque normale.

Les thérapies par anticorps modifiant l’expression des protéines affectant négativement la fonction et la santé du cœur constituent certains des traitements les plus récents. Les anticorps monoclonaux anti-PCSK9 en sont l’exemple le plus connu.

Découvert en 2003 ², le gène codant la proprotéine convertase subtilisine/kexine de type 9 (PCSK9) joue un rôle dans les niveaux de lipoprotéines de basse densité et dans l’homéostasie du cholestérol, facteur de risque de maladie coronarienne.

Initialement, l’ADH était traité à l’aide de médicaments réduisant les niveaux de LDL³, principalement les statines, une classe de médicaments qui diminuent les taux de LDL dans le sang. L’utilisation habituelle de médicaments à petites molécules a été étendue grâce au développement de thérapies par anticorps anti-PCSK9 pour en modifier l’effet^4-6.

Les recherches actuelles sur de possibles traitements capables de réduire les taux élevés de LDL explorent la possibilité de restaurer la fonction du gène PCSK9 et rétablir ainsi l’homéostasie du cholestérol en abaissant les taux des lipoprotéines de basse densité par la thérapie génique.

Thérapies cellulaires et modèles d'organes dans le traitement des maladies cardiovasculaires

Dans d’autres maladies cardiovasculaires comme l’infarctus du myocarde dans sa phase aiguë, l’insuffisance cardiaque et le dysfonctionnement de la contraction cardiaque ou du nœud sinusal, ce sont les tissus cardiaques, ou leur fonction, qui sont affectés.

Les modèles de tissus cardiaques micro-conçus (EHT) par l’ingénierie tissulaire et la génération de la technologie dénommée « laboratoire sur puce » se sont avérés tous très utiles dans l’étude de traitements potentiels et dans la modélisation des résultats⁷. Ces technologies encouragent la poursuite des recherches visant à trouver les principaux médicaments candidats, et à améliorer par la suite les taux de réussite des essais cliniques.

Une autre évolution des premières technologies EHT est l’exploration des cellules souches pluripotentes induites (CSPi), des cellules souches hématopoïétiques (CSH) ou des cellules souches mésenchymateuses (CSM). Ces types cellulaires sont utilisés pour régénérer la fonction cardiaque et le potentiel d’action du nœud sinusal. Les nombreux essais effectués sur les cellules souches n’ont pas été suffisamment concluants pour produire des schémas de traitement, malgré les gros efforts faits pour rendre cette approche⁸ efficace. Cependant, la recherche sur les cellules souches a donné d’excellents résultats dans le domaine cardiovasculaire, en particulier dans la génération de modèles cardiaques pour étudier l’étiologie et traiter des maladies cardiovasculaires.

Les cardiomyocytes dérivés de CSPi et les organoïdes (ou mini-cœurs) se sont également révélés utiles^9,10 dans la recherche sur les pathologies cardiovasculaires. Les mini-cœurs sont l’une des dernières réalisations dans la famille des organoïdes. Dans le cadre de la génération des organoïdes cardiaques (appelés cardioïdes), les chercheurs ont été confrontés à des défis dus au fait qu’ils sont des co-cultures de plusieurs types de tissus et qu’ils doivent s’auto-organiser au cours de leur formation. Les modèles cardiaques obtenus grâce à l’auto-organisation de cellules souches sont utilisés pour découvrir de nouveaux médicaments et comprendre les processus de développement et fonctionnement du cœur suite à une lésion traumatique.

Recours aux Smartphones, à l'IA et aux soins personnalisés

Une toute nouvelle approche du traitement des maladies cardiovasculaires comprend le diagnostic précoce, la prévention et les soins personnalisés. Grâce à de meilleurs outils permettant un diagnostic précoce des anomalies chez les populations à risque, les médecins peuvent administrer précocement des traitements préventifs, plutôt que traiter la maladie une fois qu’elle est pleinement développée¹. En plus des outils de diagnostic traditionnels, l’utilisation d’outils tels que les appareils portables, les smartphones et l’IA pour analyser les données recueillies et évoquer et prévoir des résultats ou actions, permet d’améliorer à la fois les résultats et la qualité de vie des patients.

Assurer le contrôle des systèmes de culture de cellules cardiaques

Dans le cadre du développement de médicaments candidats pour le traitement des maladies cardiovasculaires ou d’un modèle pathologique, l’un des défis initiaux et fondamentaux a été d’assurer un suivi strict du nombre de cellules à la fois au cours de la configuration et du test du système de culture. C’est particulièrement la cas lorsqu’un système de co-culture doit mûrir avant de commencer les protocoles d’essai et lorsque seul un rapport spécifique d’un type cellulaire par rapport à l’autre se traduira par un modèle parfaitement fonctionnel.

Mais le comptage des cardiomyocytes et types cellulaires de soutien constituent un défi. Ils se développent sur des échafaudages de matrice extracellulaire, des structures 3D plus élaborées imitant le cœur ou sous forme d’agrégats. Il est difficile de dissocier ces cellules de l’échafaudage avant le comptage ; de plus, effectuer le comptage sur l’échafaudage intact est presque impossible.

Le compteur cellulaire automatisé NucleoCounter® NC-202™ vous permet de déterminer le nombre et la viabilité des cellules de manière fiable à l’aide de cellules de mammifères provenant d’échantillons complexes. Que l’échantillon contienne des débris ou des globules rouges, le NC-202™ vous fournira des données reproductibles inégalées pour tout échantillon, type cellulaire, utilisateur et instrument.

Le compteur cellulaire automatisé propose des applications spécifiques permettant de quantifier les cellules en suspension, adhérant aux flacons, cultivées sous forme de sphères ou dans des organoïdes. De plus, nos réactifs de désagrégation assurent une procédure rapide et cohérente de séparation des cellules sur les agrégats et échafaudages.

Au moyen de l’algorithme logiciel NC-View™ et la Via2-Cassette™, dispositif d’échantillonnage unique qui élimine toute interférence humaine, vous pourrez vous concentrer sur votre collecte de données expérimentales sans vous soucier de savoir si la configuration initiale de votre culture cellulaire a été effectuée correctement.

1. R Young: Cardiology’s Challenge for the 2020s: Turning the Trend on Rising Mortality. Innovation. 2019; November.
2. M Abifadel, M Varret, J-P Rabès, et al.: Mutations in PCSK9 cause autosomal dominant hypercholesterolemia. Nat Genet. 2003 Jun;34(2):154-6.
3. P El Khoury, S Elbitar, Y Ghaleb et al.: PCSK9 Mutations in Familial Hypercholesterolemia: from a Groundbreaking Discovery to Anti-PCSK9 Therapies. Review Curr Atheroscler Rep. 2017 Oct 17;19(12):49.
4. EA Stein, S Mellis, GD Yancopoulos, et al.: Effect of a monoclonal antibody to PCSK9 on LDL cholesterol. Clinical Trial N Engl J Med. 2012 Mar 22;366(12):1108-18.
5. MJ Koren, EM Roth, JM McKenney, et al.: Safety and efficacy of alirocumab 150 mg every 2 weeks, a fully human proprotein convertase subtilisin/kexin type 9 monoclonal antibody: A Phase II pooled analysis. Meta-Analysis Postgrad Med. 2015 Mar;127(2):125-32.
6. PN Hopkins, J Defesche, SW Fouchier, et al.: Characterization of Autosomal Dominant Hypercholesterolemia Caused by PCSK9 Gain of Function Mutations and Its Specific Treatment With Alirocumab, a PCSK9 Monoclonal Antibody. Circ Cardiovasc Genet. 2015 Dec;8(6):823-31.
7. K Andrysiak, J Stępniewski, J Dulak: Human-induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes, 3D cardiac structures, and heart-on-a-chip as tools for drug research. Review Pflugers Arch. 2021 Jul;473(7):1061-1085.
8. P Menasché: Cardiac cell therapy: Current status, challenges and perspectives. Archives of Cardiovascular Diseases. 2020; 113 (4), 285-292.
9. M Seguret, E Vermersch, C Jouve, et al.: Cardiac Organoids to Model and Heal Heart Failure and Cardiomyopathies. Review Biomedicines. 2021 May 18;9(5):563.
10. P Hofbauer, SM Jahnel, N Papai, et al.: Cardioids reveal self-organizing principles of human cardiogenesis. Cell. 2021; 184 (12), 3299-3317.