Le premier atlas cellule par cellule du cœur humain

À chaque battement de notre cœur, ce sont des centaines de milliers de cellules qui réagissent en même temps à l’unisson. Pour la première fois, des scientifiques ont réalisé un atlas cellule par cellule du cœur humain, découpé en six régions cardiaques. Ce sont près d'un demi-million de cellules, ainsi que leur rôle dans la mécanique du cœur, que les scientifiques du Howard Hughes Medical Institute ont répertoriés. Ce travail, détaillé dans une publication Nature, fait partie du Human Cell Atlas. Ce projet s'est donné pour mission de réaliser une carte de toutes les cellules qui composent le corps humain, organe par organe.

L'atlas du cœur découpé en six régions (atriums gauche et droit, ventricules gauche et droit, apex et septum interventriculaire). © Human Cell Project

Cartographier le cœur humain

Les scientifiques se sont basés sur 14 cœurs, sept provenant de femmes et sept d'hommes, en parfaite santé, qui n'ont pas pu être transplantés. En premier lieu, le génomegénome de chaque cellule a été séquencé à haut débitdébit pour obtenir leurs caractéristiques propres. Ensuite, chaque cellule a été replacée sur la carte du cœur en cours de constructionconstruction. Pour se faciliter la tâche, les scientifiques ont séparé l'organe en six régions distinctes : les atriums gauche et droit, les ventriculesventricules gauche et droit, l'apexapex, et le septum interventriculaire.

Pour ce qui est du rôle de chaque cellule dans la fonction cardiaque, les scientifiques ont utilisé une sonde fluorescente qui illumine les ARNARN messagers produits par les cellules lors d'un battement de cœur. Par exemple, pour les cardiomyocytescardiomyocytes, ils ont observé la fluorescence des protéinesprotéines impliquées dans la contraction musculaire. Ils ont d'ailleurs créé une petite vidéo à partir de ces données.

La proportion des cellules dans les six régions du cœur. De haut en bas : Atrium droit, atrium gauche, ventricule gauche, apex, septum interventriculaire et ventricule droit. © The Human Cell Project

Cœur des femmes, cœur des hommes

Quatorze cœurs ne peuvent pas représenter toutes les variations pouvant exister, mais cela suffit pour déjà mettre en lumièrelumière quelques différences, notamment entre les femmes et les hommes. Les maladies cardio-vasculaires représentent la première cause de mortalité chez les femmes, parfois victimes de diagnosticsdiagnostics tardifs ou erronés et de traitements inadaptés. En effet, la plupart des connaissances sur les maladies cardio-vasculaires sont tirées d'expériences ou d'observations faites sur des sujets masculins.

Selon cet atlas, les femmes ont un cœur plus musclé que les hommes ! En effet, la proportion de cardiomyocyte est plus importante dans le cœur des femmes que dans celui des hommes. Certaines maladies cardiaques diffèrent entre les sexes, et selon Christine Seidman, directrice de recherche de l'atlas du cœur, ces cellules pourraient en être l'origine.

« Ce que nous voyons est une hétérogénéité frappante, en ce qui concerne les divers types de cellules que nous savons maintenant constituer le tissu du cœur humain, en matièrematière de différences régionales au sein du cœur », commente Hugh Watkins, de l'université d'Oxford, extérieur à ce travail.

Les scientifiques espèrent enrichir cet atlas avec les données provenant de cœurs d'autres populations, puisque les quatorze premiers proviennent de donneurs blancs, mais aussi s'intéresser à des cœurs pathologiquespathologiques pour les comparer aux sujets sains.