Pour la première fois, des chercheurs israéliens testent un « patch cardiaque » biocompatible plaqué or qui utilise les propres tissus du patient et peut réparer les lésions cardiaques.

Jusqu’à présent, les sérieux dommages au cœur causés par des attaques ou des insuffisances ne pouvaient être traitées que par une transplantation cardiaque.

Cette procédure, qui a permis de sauver des milliers de vies au cours du dernier demi-siècle, présente tout de même des inconvénients, notamment un manque de donneurs, un risque de rejet et des coûts élevés.

Transplanter des parties seulement du muscle cardiaque pour remplacer les zones endommagées serait une alternative prometteuse. Mais les chercheurs n’ont pas encore réussi à permettre au tissu de remplacement, appelé patch cardiaque, de conduire l’électricité ou d’être accepté par le système immunitaire du receveur.

Dans une étude prospective publiée dans la revue Nano Letters en septembre, les chercheurs israéliens ont testé un patch cardiaque utilisant une nouvelle technique, avec des nanoparticules d’or.

Celles-ci servent à améliorer la conductivité électrique du patch cardiaque. Le battement de cœur est commandé par des impulsions électriques produites par le tissu cardiaque lui-même.

Utilisant des tissus d’origine animale pour les besoins de l’étude, les chercheurs affirment que, dans l’avenir, le même genre de patch cardiaque pourrait être formé à partir des tissus d’un receveur de greffe humain. Sous cette forme, le patch peut être personnalisé pour éviter un rejet du système immunitaire. Les essais cliniques datent de plusieurs années.

Une crise cardiaque bloque l’approvisionnement en sang vers le cœur, ce qui endommage ou tue le tissu affecté. Les cellules cardiaques ne pouvant se multiplier, et les muscles cardiaques contenant peu de cellules souches, le tissu est incapable de se réparer.

Avec d’autres technologies, les patchs cardiaques sont en cours d’élaboration, pour réparer le cœur sans avoir besoin de le remplacer.

Si les problèmes sont résolus, l’impact pourrait être significatif.

Les maladies cardiaques sont la principale cause de décès dans les pays occidentaux. Le seul traitement pour les graves maladies cardiaques à l’heure actuelle est la transplantation cardiaque.

Mais près de la moitié de la population sur les listes de dons patientent depuis plus d’un an, et si le même pourcentage de gens décèdent dans les cinq ans suivant leur première crise cardiaque, selon les Centres de contrôle et de prévention de la maladie.

Dvir met au point un tissu cardiaque dans son laboratoire depuis 2011, utilisant divers matériaux comme des tissus animaux, des sources de collagène et des nanoparticules d’or. Dans leur dernière étude, ses étudiants et lui ont conçu le premier patch cardiaque à base de tissus animaux, avec des nanoparticules d’or. Dvir a introduit cette technique d’ingénierie dans une étude publiée cet été.

Les patchs cardiaques permettent à des cellules cardiaques de se développer sur un échafaudage 3-D, similaire à la matrice extracellulaire qui abrite naturellement les cellules du cœur.

Dans l’étude, les chercheurs ont fait dévier la matrice extracellulaire vers leur patch cardiaque à partir d’une membrane cardiaque prélevée sur l’abdomen d’un porc, un biomatériau également présent chez l’homme.

Etant donné que des corps étrangers peuvent déclencher une réaction du système immunitaire chez un receveur, ils ont enlevé toutes les cellules et les antigènes du porc de la membrane. Ils ont ensuite recouvert le tout de nanoparticules d’or.

Pour activer l’échafaudage revêtu d’or dans un patch cardiaque, les chercheurs l’ont « ensemencé » de cellules souches prélevées sur des cœurs de rats. Avec le temps, les cellules se sont réunies pour former un tissu générant ses propres impulsions électriques, gonflant et se contractant spontanément.

Grâce à l’imagerie microscopique et chimique et des essais électriques, les chercheurs ont constaté que le patch cardiaque ressemblait plus à un tissu cardiaque naturel et se contractait plus facilement, nécessitant moins de stimulation électrique, qu’un patch cardiaque sans revêtement d’or.

« Les résultats que nous avons obtenus sont très bons », déclare Dvir. « Nous avons observé une bonne signalisation électrique, qui est extrêmement importante pour le cœur. Les patchs recouverts d’or sont bien plus performants. »

Selon les chercheurs, les cellules cardiaques des patchs cardiaques ont besoin de temps pour développer les protéines leur permettant de conduire l’électricité – temps qu’une personne souffrant de lésions cardiaques n’a pas.

Avec leur patch cardiaque, disent-ils, les nanoparticules d’or feront le travail jusqu’à ce que les protéines prennent le relai.

Depuis la fin de l’étude, les chercheurs ont transplanté le patch cardiaque chez des rats aux cœurs déficients. Les résultats préliminaires suggèrent que le revêtement d’or améliore grandement la capacité des patchs cardiaques à conduire l’électricité à partir de la partie saine du cœur, disent-ils.

La prochaine étape est d’essayer de mettre au point des patchs cardiaques à partir des tissus des rats receveurs. De là, il faudra le pratiquer sur ​​de plus grands animaux, puis procéder à des essais cliniques.