L’asymétrie du cœur, acquise lors du développement embryonnaire, est déterminante pour le fonctionnement de celui-ci. 1% des nouveau-nés sont touchés par une malformation du cœur, soit environ 8 000 bébés par an en France. Comprendre les mécanismes de la formation du cœur est donc primordial pour comprendre l’origine de ces malformations. A l’Institut Pasteur et à l’Institut Imagine, l'équipe de Sigolène Meilhac Morphogenèse du Coeur travaille sur ce sujet. Ils ont étudié le rôle du facteur Nodal dans l’asymétrie cardiaque.
La compartimentation du cœur en une moitié droite et gauche est indispensable à la double circulation du sang, pour maximiser la distribution d’oxygène aux organes. Chez l’embryon le cœur a initialement une forme de tube. Sa transformation en « boucle cardiaque » permet d’aligner les chambres cardiaques, préalable à la double compartimentation du cœur. Cette étape clé dans le développement du cœur, est asymétrique, comme la coquille d’un escargot qui s’enroule dans un sens.
Le facteur Nodal, une boussole
Le facteur Nodal est un facteur connu pour agir comme une boussole indiquant la gauche de l’embryon. Des mutations de NODAL chez l’homme sont associées à des malformations cardiaques graves, comme dans le syndrome d’hétérotaxie, qui correspond à une désorganisation ou une malformation des organes viscéraux. Jusqu’à présent, la manière dont Nodal régule la forme asymétrique du cœur était inconnue. A l’Institut Pasteur, l'équipe de Sigolène Meilhac Morphogenèse du Coeur cherche à comprendre comment se met en place l’asymétrie du cœur. Ils ont étudié le rôle du facteur Nodal.
Des reconstructions en 3D ont permis d’observer que le facteur Nodal façonne le tube cardiaque en boucle
En 2017, les chercheurs de l’équipe Morphogenèse du Coeur ont conçu un modèle informatique permettant de simuler le processus de formation de la boucle cardiaque et de prédire différentes catégories de malformations. Ils se sont ensuite penchés, à l’aide de traçage cellulaire, de perturbations génétiques et de ces simulations, sur l’impact du facteur Nodal dans la formation de la boucle cardiaque. Ces effets ont été quantifiés dans des reconstructions 3D du cœur. Dans une publication parue le 23 novembre 2020, l’équipe rapporte que le facteur Nodal est actif de manière transitoire, dans les cellules cardiaques gauches, avant le processus de boucle cardiaque. Par une cascade de signalisation, le facteur Nodal modifie les extrémités du tube cardiaque pour façonner la boucle, mais n’initie pas le processus de boucle. Il existe donc aussi des facteurs indépendants de Nodal qui génèrent l’asymétrie cardiaque.
Source :
Transient Nodal Signaling in Left Precursors Coordinates Opposed Asymmetries Shaping the Heart Loop, Developmental Cell, 23 novembre 2020
Audrey Desgrange1, Jean-François Le Garrec1, Ségolène Bernheim1, Tobias Holm Bønnelykke1,2, Sigolène M. Meilhac1
1Université de Paris, Imagine - Institut Pasteur, Unit of Heart Morphogenesis, INSERM UMR1163, 75015 Paris, France
2Sorbonne Université, Collège Doctoral, 75005 Paris, France
