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Nouvelles idées sur l'insuffisance cardiaque avec fraction d'éjection préservée

La recherche éclaire sur la HFpEF et son lien avec l'inflammation et le VIH.

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L'insuffisance cardiaque avec fraction d'éjection préservée (HFpEF) est un type d'insuffisance cardiaque où le cœur pompe le sang efficacement mais a du mal à se détendre. Cette condition est liée à un problème appelé Dysfonction diastolique, ce qui signifie que les chambres du cœur ne se remplissent pas correctement de sang. Dans les échocardiogrammes, on voit que plus de la moitié du sang dans le ventricule gauche du cœur est pompée à chaque battement de cœur, mais le muscle cardiaque est plus rigide et ne se détend pas comme il le devrait. Même pour les gens qui ne montrent pas de symptômes, avoir une dysfonction diastolique est lié à un risque plus élevé de décès.

Causes de la Dysfonction Diastolique

La principale raison derrière la dysfonction diastolique dans le HFpEF est une augmentation de la rigidité dans le ventricule gauche du cœur. Les personnes avec HFpEF ont souvent d'autres problèmes de santé, comme l'obésité, l'hypertension, des problèmes rénaux, et le diabète, qui s'aggravent généralement avec l'âge. Les chercheurs pensent que ces conditions peuvent entraîner une inflammation accrue dans tout le corps, ce qui peut ensuite provoquer des changements dans le muscle cardiaque, y compris des cicatrices.

Options de Traitement pour le HFpEF

Il n'y a pas beaucoup de traitements efficaces pour le HFpEF. Bien que la maladie devienne plus courante, surtout chez les personnes vivant avec le VIH, la plupart des traitements actuels se concentrent sur le soulagement des symptômes et la gestion des autres problèmes de santé. Il y a quelques médicaments, comme les bêta-bloquants et les inhibiteurs de l'ECA, qui fonctionnent bien pour un autre type d'insuffisance cardiaque appelée insuffisance cardiaque avec fraction d'éjection réduite (HFrEF), mais ils ne montrent pas les mêmes bénéfices pour le HFpEF. Malgré cela, les médecins peuvent toujours les prescrire aux patients atteints de HFpEF.

Les seuls médicaments qui ont montré de réels avantages dans les études sont les antagonistes des récepteurs des minéralocorticoïdes (comme la spironolactone) et les inhibiteurs du co-transporteur sodium-glucose 2 (SGLT2) (comme l'empagliflozine).

HFpEF chez les Personnes Vivant avec le VIH

Les personnes vivant avec le VIH (PLWH) ont souvent un taux plus élevé de HFpEF par rapport à celles qui ne sont pas infectées. La recherche a révélé que le ventricule gauche du cœur est souvent plus grand et plus rigide chez les PLWH avec HFpEF. Cela est lié à la faiblesse du système immunitaire et à la durée pendant laquelle quelqu'un n'a pas été traité pour le VIH. Des études ont essayé de découvrir pourquoi le HFpEF est plus courant chez ces patients. Par exemple, lorsque des rats ont reçu une protéine du VIH, ils ont montré des symptômes de dysfonction diastolique.

Les infections chroniques par le VIH entraînent des niveaux plus élevés de certains marqueurs inflammatoires dans le corps, qui ne reviennent pas toujours à la normale même avec un traitement. Cette inflammation continue peut affecter le muscle cardiaque et conduire à des problèmes de détente.

Le Rôle des Cytokines inflammatoires dans le HFpEF

Les cytokines sont de petites protéines qui peuvent influencer le comportement des cellules, et chez les personnes atteintes de VIH, ces protéines peuvent être présentes à des niveaux élevés. Par exemple, une cytokine, TNF-α, peut causer des problèmes dans les cellules musculaires cardiaques qui peuvent mener à une détente altérée. Une autre protéine, IFN-γ, a des effets similaires.

Dans des études en laboratoire, les chercheurs ont découvert que traiter des Cellules cardiaques à partir de cellules souches humaines avec ces cytokines rendait plus difficile pour les cellules de se détendre après contraction. Fait intéressant, certains traitements antioxydants pourraient aider à inverser certains des problèmes de détente causés par ces cytokines.

Tester les Effets de Différents Médicaments

Après avoir vu comment les cytokines inflammatoires affectent les cellules cardiaques, les chercheurs ont voulu savoir si certains médicaments pouvaient aider. Ils ont testé divers médicaments antirétroviraux couramment utilisés pour traiter le VIH, y compris le ténofovir, le darunavir, le raltegravir et l'emtricitabine, pour voir s'ils pouvaient améliorer la fonction cardiaque. Étonnamment, ces médicaments ont aidé à inverser certains des problèmes de détente dans les cellules cardiaques.

De plus, les chercheurs se sont penchés sur d'autres médicaments censés aider à l'insuffisance cardiaque. Ils ont testé un médicament oral appelé riociguat, une classe de médicaments appelés inhibiteurs de la PDE-5, et des Inhibiteurs SGLT2 comme le dapagliflozine. Bien que la plupart de ces autres médicaments n'aient pas montré d'amélioration, le dapagliflozine s'est révélé efficace pour aider les cellules cardiaques à mieux se détendre après une exposition à des marqueurs inflammatoires.

Explorer le Sérum des Patients VIH+

Pour découvrir comment les conditions réelles affectent la fonction cardiaque, les chercheurs ont voulu voir si le sérum sanguin de patients vivant avec le VIH et présentant des signes de dysfonction diastolique entraînerait des problèmes similaires dans les cellules cardiaques. Ils ont testé le sérum de patients stabilisés sous traitement VIH et n'ont trouvé aucun changement significatif dans la fonction des cellules cardiaques après traitement. Cela pourrait être dû à de nombreux facteurs : le sérum pourrait ne pas avoir des niveaux suffisamment élevés de marqueurs inflammatoires ou pourrait contenir d'autres substances qui contrebalancent les effets.

Directions Futures

Le HFpEF devient de plus en plus courant, et l'inflammation est une cause probable. Bien qu'il existe de nombreux traitements, il reste encore beaucoup de travail à faire pour découvrir comment mieux étudier et traiter cette condition. Utiliser des cellules cardiaques dérivées de cellules souches humaines offre une nouvelle façon d'explorer le problème.

Les chercheurs peuvent tester comment différents traitements affectent la détente des cellules cardiaques causée par l'inflammation persistante. Cela ouvre la porte à une meilleure compréhension et ciblage des traitements pour le HFpEF causé par des conditions chroniques comme l'infection par le VIH.

Conclusion

Les résultats de cette recherche fournissent de nouvelles perspectives sur le développement du HFpEF et comment il peut être traité. En étudiant comment les cytokines inflammatoires affectent la fonction des cellules cardiaques, les chercheurs peuvent obtenir une compréhension importante de la maladie. Les traitements qui ciblent l'inflammation, comme les inhibiteurs SGLT2, pourraient offrir de nouvelles voies pour aider les patients atteints de HFpEF, en particulier ceux vivant avec le VIH.

Dans l'ensemble, cette approche pour étudier la fonction cardiaque et les effets des médicaments à un niveau cellulaire peut conduire à des avancées importantes dans l'adressage du HFpEF, donnant de l'espoir à ceux qui font face à cette condition difficile. La recherche future sera essentielle pour continuer à explorer comment combattre efficacement ce problème de santé croissant.

Source originale

Titre: Human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes to study inflammation-induced diastolic dysfunction

Résumé: Heart failure with preserved ejection fraction (HFpEF) is commonly found in persons living with HIV (PLWH) even when antiretroviral therapy (ART) suppresses HIV viremia. However, studying this condition has been challenging because an appropriate animal model is not available. In this paper, we studied calcium transient in human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes (hiPSC-CMs) in culture to simulate the cardiomyocyte relaxation defect noted in of PLWH and HFpEF and to assess whether various drugs have an effect. We show that treatment of hiPSC-CMs with inflammatory cytokines (such as interferon-{gamma} or TNF-) impair their Ca2+ uptake into sarcoplasmic reticulum and that SGLT2 inhibitors, clinically proven as effective for HFpEF, reverse this effect. Additionally, treatment with mitochondrial antioxidants (like mito-Tempo) and certain antiretrovirals resulted in the reversal of the effects of these cytokines on calcium transient. Finally, incubation of hiPSC-CMs with serum from HIV patients with and without diastolic dysfunction did not alter their Ca2+-decay time, indicating that the exposure to the serum of these patients is not sufficient to induce the decrease in Ca2+ uptake in vitro. Together, our results indicate that hiPSC-CMs can be used as a model to study molecular mechanisms of inflammation-mediated abnormal cardiomyocyte relaxation and screen for potential new interventions.

Auteurs: Hossein Ardehali, Y. Tatekoshi, C. Chen, J. S. Shapiro, H.-C. Chang, M. Blancard, D. Lyra-Leite, P. W. Burridge, M. Feinstein, R. D'Aquila, P. Hsue

Dernière mise à jour: 2024-06-24 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.17.575991

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.17.575991.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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