Des tubes microscopiques à l'intérieur des cellules cardiaques battantes fonctionnent comme des amortisseurs

À l'aide d'une microscopie de pointe, les scientifiques ont scruté l'intérieur des cellules cardiaques pendant qu'elles battaient, révélant des structures en forme de tube qui se déforment puis se remettent en forme, un peu comme des amortisseurs. Les détails apparaissent maintenant dans Science. À l'intérieur de chaque cellule du muscle cardiaque se trouvent de minuscules structures appelées microtubules. À l'aide de microscopes à haute résolution et à grande vitesse, des chercheurs de la Perelman School of Medicine en Pennsylvanie ont observé ces filaments dynamiques - longtemps considérés comme assez rigides - se déformer sous la force de chaque contraction cellulaire avant de reprendre leur longueur et leur forme d'origine. Les vidéos offrent de nouvelles perspectives sur la mécanique des battements cardiaques sains et sur la façon dont le raidissement anormal des cellules cardiaques pourrait contribuer aux maladies cardiaques.

Une contraction complète du muscle cardiaque se produit en seulement un dixième de seconde. Cette vidéo le montre en temps réel. (Image : Laboratoire de Ben Prosser, PhD, Perelman School of Medicine, Université de Pennsylvanie)

Les microtubules fournissent un support structurel et permettent le mouvement des cellules lorsqu'elles transportent leur cargaison intracellulaire. Les scientifiques ont eu du mal à observer toutes les pièces mobiles des cellules cardiaques vivantes, laissant leur rôle et leur fonction précis un peu mystérieux. Cela n'aide pas non plus qu'une contraction complète d'un muscle cardiaque se produise en seulement un dixième de seconde.

En haut : Microtubules dans une cellule du muscle cardiaque au repos. En bas : Microtubules contractés dans une cellule du muscle cardiaque battant. (Image : Laboratoire de Ben Prosser, Ph.D., Perelman School of Medicine, Université de Pennsylvanie)

Le co-auteur Benjamin Prosser et ses collègues ont pu capturer le fonctionnement interne des cellules cardiaques prélevées sur des rongeurs.

Ils ont découvert que les microtubules n'étaient pas des tiges rigides comme on le supposait auparavant, mais plutôt des filaments flexibles capables de se déformer et de supporter la pression sans se casser.

Les chercheurs ont également appris que le degré auquel un microtubule peut se déformer dépend d'un groupe chimique appelé tyrosine. Lorsqu'ils ont retiré ce produit chimique, les microtubules se sont davantage déformés, ce qui a rendu la contraction des cellules cardiaques plus difficile.

Il s'agit d'un aperçu important qui pourrait conduire à de nouveaux médicaments pour certaines formes de maladies cardiaques, y compris les patients dont le muscle cardiaque est épaissi.

[Science]

En haut : la vidéo au ralenti montre la contraction des microtubules (en bleu). (Image : Laboratoire de Ben Prosser, PhD, Perelman School of Medicine, Université de Pennsylvanie)