Une minuscule structure, de la taille d'un grain de sésame, se trouve dans une boîte de laboratoire. Si vous regardez attentivement, vous pouvez la voir bouger. Elle se contracte rythmiquement, avec des mouvements assez forts pour être vus sans microscope. Ce n'est pas une scène de science-fiction, mais un cœur humain miniature qui pourrait changer l'avenir de la médecine.
Des scientifiques de l'Université d'État du Michigan ont créé avec succès ces organoïdes cardiaques tridimensionnels. Le projet de recherche, dirigé par Aitor Aguirre, professeur d'ingénierie biomédicale, utilise des cellules souches humaines. Ces cellules peuvent se transformer en différents types de cellules nécessaires pour construire le tissu cardiaque. Les organoïdes résultants sont très complexes. Ils s'organisent en structures ressemblant à des cavités et développent même des réseaux vasculaires avec des artères, des veines et des capillaires.
« Quand vous regardez un de nos organoïdes cardiaques, vous regardez un cœur humain miniature », a dit Aguirre. Il a des cavités, des muscles et des signaux électriques qui bougent comme chez les humains.
C'est une avancée importante car les maladies cardiovasculaires sont la principale cause de décès aux États-Unis. Les chercheurs utilisaient auparavant des modèles animaux, mais les cœurs de souris sont très différents des cœurs humains. Cela a limité les progrès médicaux.
Les limites des tests sur les animaux sont claires pour l'arythmie cardiaque, un problème de battements cardiaques rapides et désordonnés qui touche des millions de personnes. Comme les modèles animaux ne reproduisent pas correctement le système électrique humain, aucune nouvelle thérapie n'a été introduite pour cette maladie depuis plus de trente ans.
L'équipe de l'Université d'État du Michigan pense que leurs mini cœurs peuvent aider. Pour rendre les organoïdes plus réalistes, ils ont ajouté des cellules immunitaires appelées macrophages. Ces cellules aident à réguler le rythme cardiaque et le développement des organes chez l'humain.
Une fois les cellules immunitaires intégrées, les chercheurs ont exposé les organoïdes à des conditions inflammatoires. Quand ils ont ajouté des molécules inflammatoires, les cellules cardiaques ont commencé à battre irrégulièrement, comme dans l'arythmie humaine. « Quand nous avons ajouté une molécule anti-inflammatoire, le rythme s'est partiellement normalisé. C'était incroyable de voir cela », a noté Colin O'Hern, un des chercheurs.
Ces résultats, publiés dans la revue Cell Stem Cell, montrent que les scientifiques peuvent tester des médicaments directement sur des tissus humains. Ils ont même conçu un capteur spécial pour suivre ces tests. Ce nouvel appareil enregistre les petites variations de pression créées par chaque battement d'organoïde, permettant aux chercheurs de suivre les rythmes sans toucher les cellules.