Africa-Press – Togo. Comment se construit un cœur ? Pour la première fois, un atlas du cœur humain en train de se développer vient d’être publié dans la revue Nature. On y voit comment les différents types de cellules interagissent, s’organisent et forment les complexes structures cardiaques essentielles à son bon fonctionnement.
Le cœur de l’embryon se développe par étapes dans le ventre de la mère
Chez les mammifères, le cœur est l’un des premiers organes à se développer durant la période embryonnaire. « La formation du cœur, premier organe fonctionnel de l’embryon, débute dès la 2e semaine de vie intra-utérine », expliquait le Dr Houyel, cardiologue médicale pédiatrique à l’hôpital Necker-Enfants Malades à Paris dans un précédent article de Sciences et Avenir sur l’embryologie du cœur.
Le cœur de l’embryon se développe par étapes dans le ventre de la mère. « Le développement du cœur débute dans un embryon qui n’est pas déterminé, qui ressemble à une sorte de plaque. Un certain nombre de signaux vont dire à certains types de cellules d’aller former le cœur, c’est ce qu’on appelle la spécification », précise le Pr. Damien Bonnet, chef du service de cardiologie pédiatrique et congénitale, qui prend en charge tous types de maladies cardiaques de l’enfant à l’hôpital Necker-Enfants Malades. « Débute alors la morphogenèse, qui consiste à donner la forme à un organe. Une fois que sa forme lui a été donnée, différentes structures se différencient. C’est le cas pour d’autres organes aussi, comme le rein ou le foie. » Côté droit et gauche, valves, pôles veineux et artériels… Toutes ces parties de l’organe vont s’établir au fil des jours. La formation du cœur se termine à la septième semaine mais il a déjà une activité plus tôt.
Un organe asymétrique
« Le cœur, qui est le premier organe à se développer dans le corps humain, dépend grandement de sa forme pour pouvoir bien accomplir ses fonctions. Mais jusque-là, on comprenait mal comment les différents types de cellules cardiaques se coordonnent dans l’espace pour créer ses structures morphologiques complexes », expliquent les auteurs de cette nouvelle étude dans la revue Nature.
A la moindre erreur, une malformation peut contribuer à l’apparition de maladies cardiaques. En effet, le cœur est un organe particulier en embryologie, car c’est un organe impair. « C’est curieux car le cœur n’est pas symétrique, même s’il y a une droite et une gauche dans l’organe. Un grand nombre de malformations sont d’ailleurs dues à la confusion – soit très précoce, soit plus tardive – dans la définition de la forme de la droite et de la gauche. Il peut y avoir des anomalies telles qu’une aorte à la place de l’artère, des inversions, des trous qui font qu’il existe des communications anormales au sein de l’organe », explique le Pr. Bonnet.
Ces problèmes de latéralité donnent lieu à des malformations de l’asymétrie. Ce sont les malformations les plus fréquemment héréditaires. « Dans le cœur, les grosses structures comme l’aorte sont asymétriques. Il existe tout un système qui va d’abord tout produire en double, à droite et à gauche. Nous avons donc deux aortes au départ, puis celle du côté droit régresse. Ne reste ensuite que celle de gauche. »
Des cellules bien orchestrées
Grâce à la technologie Single cell, qui permet de séquencer des cellules une à unes, l’équipe de l’Université de San Diego a pu établir une liste de cellules propres à cet organe. En tout, 75 sous-populations de cellules ont montré des caractéristiques qui leur sont propres, selon leur position anatomique et leur rôle dans le développement de l’organe.
Une nouvelle population, responsable de la formation des valves du cœur, a été mise à jour. Surtout, les chercheurs ont pu observer comment ces cellules interagissent entre elles durant le développement du cœur. Pour mieux comprendre comment tout cela s’organise, l’équipe s’est servie de modèles de souris modifiées génétiquement ainsi que de cellules humaines pluripotentes in vitro. Les résultats ont permis d’observer de nombreuses voies de signalisation entre les cellules qui orchestrent le développement de l’organe.
Ces nouveaux travaux pourraient, à l’avenir, permettre de mieux comprendre les mécanismes de certaines pathologies congénitales et de maladies liées à la structure du cœur chez l’adulte. Maintenant, qu’on connait ces cellules dans le détail, cela pourrait aussi permettre de développer de mettre au point des tissus multicellulaires complexes dans le but de restaurer la fonction cardiaque.
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