Un chercheur aide à résoudre un mystère vieux de 60 ans dans le cœur

Un chercheur de l’Université du Kentucky (Royaume-Uni) a contribué à résoudre un mystère vieux de 60 ans concernant l’un des organes les plus vitaux du corps : le cœur.

Kenneth S. Campbell, Ph.D., directeur de la recherche translationnelle à la Division de médecine cardiovasculaire du UK College of Medicine, a contribué à cartographier une partie importante du cœur au niveau moléculaire. L’étude intitulée « Structure Cryo-EM du filament de myosine cardiaque humaine » a été publiée dans Nature plus tôt ce mois-ci.

Le cœur est constitué de milliards de cellules. Chaque cellule contient des milliers de structures plus petites, appelées sarcomères. Ce sont les éléments constitutifs du muscle. Dans chaque bloc se trouvent des centaines de filaments de myosine. Pour mettre ce niveau microscopique en perspective, si le cœur est un continent, Campbell et ses collègues chercheurs examinent des mèches de cheveux uniques.

“Chaque filament contient environ 2 000 molécules disposées selon une structure très complexe que les scientifiques tentent de comprendre depuis des décennies”, a déclaré Campbell. “Nous en savions beaucoup sur les molécules individuelles, et les gens pensaient que les myosines pouvaient être disposées en groupes de six appelés couronnes, mais pas beaucoup plus.”

Campbell a expliqué que la découverte la plus intéressante de l’article est qu’il existe trois types différents de couronnes. Les interactions entre eux sont montrées sur la deuxième photo ci-dessous.

“Nous pensons que cela signifie que le muscle cardiaque peut être contrôlé plus précisément que nous ne l’avions imaginé. Nous étions également ravis de voir comment la protéine C liant la myosine, une autre protéine liée aux maladies cardiaques génétiques, se situe dans la structure. Cela nous donne un un nouveau niveau d’information sur la façon dont les molécules sont disposées dans le cœur”, a déclaré Campbell.

En collaboration avec des chercheurs de la Chan Medical School de l’Université du Massachusetts, le groupe a produit des reconstructions 3D à particule unique des filaments épais cardiaques. Les images fournissent un nouveau cadre pour interpréter les observations structurelles, physiologiques et cliniques.

“Cette étude est importante pour découvrir de nouveaux traitements médicamenteux contre les maladies cardiaques dont le Kentucky a désespérément besoin”, a déclaré Campbell. “Cela nous permet de mieux comprendre comment les molécules de notre cœur interagissent.”

Les maladies cardiaques sont la principale cause de décès au Kentucky et placent le Commonwealth parmi les 10 États ayant le taux de mortalité dû à la maladie le plus élevé, selon les Centers for Disease Control and Prevention (CDC).

“Nous nous intéressons aux thérapies pour différents types d’insuffisance cardiaque et de myopathies, dans lesquelles les muscles cardiaques ne fonctionnent pas très bien”, a déclaré Campbell. “Notre recherche est l’un des nombreux projets en cours à l’université pour aider à mettre au point de meilleurs traitements contre les maladies cardiaques.”

L’équipe de recherche a collecté des échantillons de cœur du Gill Cardiovascular Biorepository, dont Campbell est le directeur. Des échantillons sont donnés à des fins de recherche auprès de patients recevant des soins cardiovasculaires au Royaume-Uni.

“Nous avons lancé le Gill Cardiovascular Biorepository en 2008. Avec l’aide d’un chirurgien du UK HealthCare, nous avons commencé à collecter des échantillons de myocarde auprès de donneurs d’organes et de patients recevant une transplantation cardiaque”, a déclaré Campbell. “Nous avons désormais constitué une énorme ressource avec environ 15 000 échantillons provenant de près de 500 personnes. Nous partageons également ces échantillons avec des groupes de recherche du monde entier. Cette étude en Nature vient d’une de ces collaborations.

Campbell, qui occupe un poste conjoint en médecine cardiovasculaire et en physiologie, a obtenu un diplôme de premier cycle en physique et l’a transformé en une carrière axée sur l’aide aux gens.

“Avant, je m’intéressais beaucoup aux mathématiques et aux molécules”, a déclaré Campbell. “Mais après avoir entendu un ami chirurgien cardiothoracique parler de patients, j’ai réalisé que je pouvais mettre à profit mes compétences scientifiques et mener des recherches qui pourraient aider les gens. Cela correspond à mon objectif scientifique.

“Et aux patients de UK HealthCare qui nous ont fait don d’échantillons, nous espérons qu’ils savent à quel point ils ont contribué à mener des recherches de classe mondiale pour, espérons-le, aider d’autres personnes qui tombent malades.”