Un cœur artificiel miniature ouvre de nouvelles pistes contre la principale cause de mortalité mondiale

Des chercheurs ont développé un dispositif miniature reproduisant le fonctionnement du cœur humain. Cette avancée technologique ouvre de nouvelles perspectives pour étudier les maladies cardiovasculaires, première cause de mortalité dans le monde, et tester des traitements innovants.

Une avancée inédite dans la modélisation cardiaque

Il y a parfois des innovations qui, par leur portée, intriguent autant qu’elles enthousiasment la communauté scientifique. Récemment, une équipe de chercheurs issus de plusieurs institutions canadiennes a mis au point un dispositif révolutionnaire : un « cœur sur puce » (heart-on-a-chip). Cette technologie tridimensionnelle promet de changer la donne dans l’étude des maladies cardiovasculaires, responsables du plus grand nombre de décès dans le monde.

Des capteurs à deux échelles pour décoder le cœur

Ce qui distingue ce nouveau modèle d’autres plateformes similaires, c’est l’intégration d’une double technologie de détection. Pour la première fois, il est possible de suivre l’activité cardiaque non seulement à l’échelle du tissu, mais aussi cellule par cellule et en temps réel. En pratique, les scientifiques ont greffé à leurs HOCs deux types de capteurs :

• Piliers élastiques enregistrant les forces globales générées lors des contractions ;
• Microsenseurs hydrogel mesurant précisément les tensions mécaniques locales au niveau cellulaire.

Pourquoi cette précision compte-t-elle autant ? Les dysfonctionnements des cellules contractiles – les fameux cardiomyocytes – jouent un rôle clé dans l’apparition et l’évolution des maladies cardiaques. Pouvoir mesurer leur activité ouvre donc la voie à une prévention accrue contre l’insuffisance cardiaque.

Une plateforme pour tester médicaments et pathologies

Comment les chercheurs s’y sont-ils pris ? Ils ont cultivé des cellules musculaires et conjonctives issues du cœur de rat dans une matrice riche en protéines, avant d’ensemencer cet assemblage sur des puces flexibles en silicium. Ils ont ensuite soumis ce « mini-cœur » à divers composés pharmacologiques connus – notamment la noradrénaline, qui stimule l’activité cardiaque, puis la blebbistatine, un inhibiteur musculaire. Résultat : le dispositif anticipe fidèlement les réactions attendues sur la force contractile et le rythme cardiaque.

D’après Ali Mousavi, ingénieur biomédical à l’Université de Montréal, « L’observation instantanée des réponses tissulaires représente un atout déterminant pour la recherche préclinique et translationnelle. »

Vers une médecine vraiment personnalisée ?

L’étape suivante paraît tout aussi ambitieuse : recréer ces tissus avec des cellules directement prélevées chez des patients souffrant de pathologies spécifiques (cardiomyopathie dilatée, troubles du rythme…). À terme, ce type de technologie pourrait permettre aux médecins de tester diverses stratégies thérapeutiques sur un mini-myocarde in vitro, afin d’identifier le traitement le plus efficace avant même sa prescription. Comme le souligne Houman Savoji, ingénieur à l’Université de Montréal, « Cet essai nous rapproche d’une santé véritablement personnalisée en prédisant la réponse individuelle aux médicaments. »