Nouvelles perspectives sur l'insuffisance cardiaque avec fraction d'éjection préservée
Des recherches récentes mettent en avant le rôle de la myosine dans le fonctionnement cardiaque en pleine HFpEF.
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Table des matières
L'Insuffisance cardiaque avec fraction d'éjection préservée (HFpEF) est un truc de plus en plus courant, représentant plus de la moitié des cas d'insuffisance cardiaque aujourd'hui. Pourtant, il y a encore plein de trucs qu'on ne sait pas sur ce qui cause cette condition. La complexité vient du fait que différentes formes de HFpEF peuvent survenir à cause de divers problèmes de santé sous-jacents, ce qui rend le diagnostic et le traitement compliqués. Les problèmes courants liés à la HFpEF incluent l'hypertension, les problèmes rénaux, le diabète, l'obésité et l'inflammation.
Caractéristiques Clés de la HFpEF
La HFpEF a plusieurs caractéristiques clés. Les patients ont des cœurs rigides qui ont du mal à se remplir de sang correctement, mais leur capacité de pompage, appelée fraction d'éjection, reste normale. D'autres signes de HFpEF peuvent inclure un muscle cardiaque épaissi et des cicatrices dans le tissu cardiaque. En étudiant le cœur à un niveau cellulaire, les scientifiques pensent que des changements dans des protéines spécifiques appelées Myosine, qui aident le muscle cardiaque à se contracter et à se relâcher, pourraient jouer un rôle dans cette condition.
L'Importance de la Myosine dans la Fonction Cardiaque
La myosine joue un rôle crucial dans la contraction musculaire, y compris dans le cœur. Il y a deux états principaux de myosine que les scientifiques étudient : l'état relaxé désordonné (DRX) et l'état super relaxé (SRX). L'équilibre entre ces états affecte la performance du cœur et l'utilisation de l'énergie. Dans les cœurs sains, la myosine a tendance à avoir un bon équilibre entre ces deux états, ce qui maintient le cœur en bonne condition. Des perturbations dans cet équilibre pourraient contribuer à des conditions comme la cardiomyopathie hypertrophique héréditaire (HCM), où le muscle cardiaque devient anormalement épaissi.
Objectifs de la Recherche
Les chercheurs n'ont pas encore mesuré les états de myosine dans des modèles de HFpEF chez les humains ou les animaux, même s'ils savent que la fonction contractile est perturbée dans les cœurs de certains animaux modèles. Pour en savoir plus, les scientifiques ont examiné deux modèles de souris différents de HFpEF. Un modèle reflète des problèmes liés à la maladie rénale et à l'hypertension, tandis que l'autre modèle met en avant des problèmes liés à des niveaux de graisses élevés dans le sang sans hypertension ni autres problèmes métaboliques.
Méthodologie
Modèles Animaux
Les chercheurs ont utilisé deux types de souris pour l'étude : des souris de type sauvage qui sont normales et des souris génétiquement modifiées avec des conditions spécifiques d'insuffisance cardiaque. Les souris ont été traitées de différentes manières pour imiter les effets de la HFpEF. Pour un groupe, un virus a été injecté pour promouvoir la surproduction d'une protéine liée à la santé cardiaque, suivi de traitements réguliers avec une substance qui bloque la dégradation des graisses.
Mesurer la Fonction Cardiaque
Pour évaluer la santé cardiaque, les scientifiques ont utilisé l'échocardiographie, une technique qui utilise des ondes sonores pour visualiser la structure et la fonction du cœur. Ce faisant, ils ont pu recueillir des mesures importantes sur la façon dont le cœur pompe le sang.
Analyser les Fibres Musculaires
Les parties musculaires du cœur-spécifiquement le Ventricule gauche-ont été soigneusement préparées pour l'analyse. Les chercheurs ont isolé ces fibres musculaires pour étudier directement les états de myosine. En utilisant des techniques fluorescentes spéciales, ils ont mesuré comment les protéines de myosine se comportaient dans les différents modèles de souris.
Résultats
Fonction diastolique
Les mesures ont montré que les deux modèles de souris de HFpEF présentaient des problèmes similaires avec la fonction diastolique, ce qui signifie que leurs cœurs avaient du mal à se remplir de sang. Cependant, leurs fractions d'éjection cardiaque restaient dans des plages normales. Les signes de dysfonction incluaient des temps plus longs pour que le cœur se relâche et des changements dans le flux sanguin à travers les valves cardiaques.
États de Myosine dans les Modèles de HFpEF
En examinant les états de myosine, le modèle LDLR/P407 a montré une plus grande proportion de myosine dans l'état SRX par rapport aux témoins, ce qui signifie que ces souris avaient un état de myosine plus relaxé qui pourrait conserver de l'énergie. En revanche, le modèle de souris Alport avait une proportion plus élevée de myosine dans l'état DRX, indiquant un état de myosine plus actif et contractile.
Discussion
Les tendances opposées dans les états de myosine dans les deux modèles de souris HFpEF étaient inattendues. En général, on croyait que les deux types de HFpEF montreraient des changements similaires dans le comportement de la myosine. L'augmentation de l'état DRX chez les souris Alport suggère que leurs cœurs sont plus hypercontractiles, ce qui pourrait contribuer à leurs symptômes de HFpEF. À l'inverse, l'augmentation de l'état SRX chez les souris LDLR/P407 pourrait indiquer une stratégie de conservation de l'énergie à cause de leurs problèmes métaboliques uniques.
Les chercheurs ont noté qu'en dépit de ces changements distincts dans les états de myosine, les deux modèles ont montré des niveaux similaires de dysfonction cardiaque. Cela signifie que, même si le comportement de la myosine diffère, les symptômes d'insuffisance cardiaque qui en résultent peuvent quand même être très similaires.
Implications pour le Traitement
Comprendre comment les états de myosine changent dans la HFpEF pourrait mener à de nouvelles stratégies de traitement. Si nous pouvons trouver des moyens de restaurer ou de maintenir l'équilibre des états de myosine, cela pourrait aider à améliorer la fonction cardiaque chez les personnes atteintes de HFpEF et de conditions liées. C'est particulièrement pertinent car la HFpEF et la HCM partagent des similitudes, y compris un muscle cardiaque épaissi et une relaxation altérée.
Conclusion
La HFpEF est une condition complexe qui pose des défis significatifs pour le diagnostic et le traitement. Cette recherche éclaire l'importance des états de myosine dans la compréhension de la fonction cardiaque et de la dysfonction. À mesure que les scientifiques continuent d'étudier ces processus, il y a de l'espoir que de nouvelles thérapies ciblant le comportement de la myosine puissent émerger, offrant de meilleurs résultats pour les personnes souffrant de HFpEF et de ses symptômes. À l'avenir, d'autres recherches sont nécessaires pour en apprendre davantage sur cette condition et développer des options de traitement efficaces.
Titre: Sarcomeric SRX:DRX Equilibrium in Alport and LDLR/P407 Mouse Models of HFpEF.
Résumé: Cardiac myosin energetic states that regulate heart contractility define interactions of myosin cross-bridges with actin-containing thin filaments have been functionally linked with the pathology of hypertrophic cardiomyopathy (HCM). In particular, the balance between the disordered relaxed (DRX) and super relaxed (SRX) states that correlate respectively with enhanced force and energy conservation significantly determine myocardial performance and energy utilization. Compelling evidence suggests that a balanced SRX and DRX states proportion is a prerequisite for long-term cardiac health. Whereas roles for altered SRX: DRX proportions in HCM have been studied in depth, the mechanics of sarcomeric dysfunction and SRX: DRX proportions have not been reported in models of acquired heart failure (HF) including HF with preserved ejection fraction (HFpEF). Here, we quantified SRX andDRX myosin populations in two mouse models of HFpEF, including Alport and LDLR/P407 mice that represent cardiorenal/hypertensive and cardiometabolic/hyperlipidemic mouse models of HFpEF, respectively. We report significant changes in the SRX:DRX in both HFpEF mouse models, with an increased DRX state associated with Alport mice and a stabilized SRX state associated with LDLR/P407 mice. These findings correlate respectively with the hypercontractility and metabolic dysregulation with bradycardia phenotypes.
Auteurs: Lina A Shehadeh, A. Kamiar, M. M. Williams, J. M. C. Capcha, K. Kazmierczak, J. Liang, G. D. Lopaschuk, K. A. Webster, D. Szczesna-Cordary
Dernière mise à jour: 2024-02-21 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.20.581314
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.20.581314.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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