Les maladies cardiovasculaires représentent la principale cause de mortalité au niveau mondial, coûtant la vie à près de 18 millions de personnes chaque année, ce qui constitue près d'un tiers de tous les décès dans le monde. Des statistiques alarmantes révèlent qu'il s'agit d'une pandémie de l'ère moderne, avec des estimations indiquant que plus de 640 millions de personnes vivent avec une forme de maladie du cœur et du système circulatoire. Le problème est encore accentué par le fait que le tissu musculaire cardiaque endommagé n'a pas la capacité de se régénérer, ce qui rend le traitement extrêmement complexe et place les patients en phase terminale d'insuffisance cardiaque sur de longues listes d'attente pour une transplantation. Malheureusement, le nombre de cœurs de donneurs disponibles est loin de pouvoir satisfaire les besoins croissants, laissant des millions de personnes sans option de traitement adéquate. Dans ce contexte, la communauté scientifique déploie d'énormes efforts pour développer de nouvelles approches thérapeutiques, et l'une des directions les plus prometteuses est la médecine régénérative.

Une révolution dans le traitement du cœur se profile à l'horizon

Au centre des recherches sur les thérapies régénératives se trouvent les cellules souches pluripotentes induites (CSPI). Il s'agit de cellules qui peuvent être prélevées sur des échantillons de peau ou de sang d'un adulte et reprogrammées pour revenir à un état embryonnaire et pluripotent. À partir de cet état, les scientifiques peuvent les orienter pour qu'elles se développent en n'importe quel type de cellule du corps, y compris les cardiomyocytes – les cellules du muscle cardiaque. Théoriquement, ces cellules cardiaques cultivées en laboratoire pourraient être transplantées dans le cœur endommagé d'un patient, reconstruire le tissu détruit et lui redonner sa fonction perdue. Cependant, le chemin de la théorie à l'application clinique est semé d'embûches. L'un des plus grands problèmes auxquels les scientifiques sont confrontés est le faible taux de survie des cellules transplantées. Lorsque de nouvelles cellules sont injectées dans un tissu cardiaque endommagé, enflammé et cicatrisé, une grande partie d'entre elles ne parvient pas à survivre et à s'intégrer. Un autre défi majeur est la production d'un nombre suffisant de cellules cardiaques de haute qualité de manière efficace et rapide afin de rendre la thérapie accessible à un grand nombre de patients.

La station spatiale comme laboratoire unique

À la recherche de solutions à ces problèmes, les scientifiques se sont tournés vers le laboratoire le plus insolite qui soit : la Station spatiale internationale (SSI). L'environnement de microgravité, c'est-à-dire l'état d'apesanteur qui règne en orbite terrestre, offre des conditions uniques pour l'étude des processus biologiques d'une manière impossible sur Terre. La gravité affecte presque tous les aspects du comportement cellulaire, de la forme et de la structure à la croissance et à la communication. En éliminant cette force, les scientifiques peuvent découvrir les mécanismes fondamentaux qui régissent la vie cellulaire. Une équipe de chercheurs de l'Université Emory, dirigée par la professeure Chunhui Xu, a émis l'hypothèse que la microgravité pourrait induire des changements cellulaires qui rendraient les cellules cardiaques plus résistantes et plus aptes à survivre après une transplantation. L'inspiration est venue en partie de recherches antérieures qui ont montré que certains types de cellules cancéreuses prolifèrent plus rapidement dans l'espace, ce qui indiquait que d'autres cellules pourraient également présenter un comportement inhabituel.

Une percée scientifique en orbite

L'équipe de recherche de l'Université Emory a mené une expérience sophistiquée, en envoyant des cellules cardiaques humaines, dérivées de CSPI, à la Station spatiale internationale. Afin d'imiter le plus fidèlement possible la structure et la fonction du cœur humain, les cellules ont été organisées en sphéroïdes tridimensionnels microscopiques. Ces cultures cellulaires ont été congelées pour un transport en toute sécurité et décongelées juste avant le lancement. En parallèle, des groupes de contrôle identiques de cellules sont restés sur Terre pour permettre une comparaison précise. Pendant leur séjour dans l'espace, les astronautes ont suivi la croissance et le comportement des cellules à l'aide d'un microscope et ont envoyé des vidéos sur Terre. Après le retour des cultures vivantes, une analyse moléculaire détaillée a suivi.

Des résultats incroyables venus de l'espace

Les résultats, publiés dans plusieurs articles évalués par des pairs, dont deux dans la prestigieuse revue scientifique Biomaterials, ont dépassé les attentes. Les analyses ont montré que l'exposition à la microgravité avait provoqué des changements profonds au niveau génétique et protéique. Premièrement, les cellules se sont multipliées beaucoup plus rapidement que leurs homologues terrestres. Cette découverte a un impact direct sur l'un des principaux défis : la production de masse. La possibilité de générer plus rapidement un grand nombre de cellules cardiaques pourrait réduire considérablement les coûts et accélérer le développement de futures thérapies. Deuxièmement, et peut-être plus important encore, l'analyse génétique a révélé une expression accrue de toute une série de gènes essentiels à la survie cellulaire. Une activité accrue a été observée dans les voies liées au développement cellulaire, à la réponse au stress, à la survie et au métabolisme cellulaire. Cela signifie pratiquement que l'environnement spatial a « entraîné » les cellules à devenir plus résistantes, plus adaptables et mieux préparées à survivre dans l'environnement hostile d'un cœur endommagé.

Les chercheurs ont observé que les cellules ayant séjourné dans l'espace produisaient davantage de protéines impliquées dans la survie et montraient des signes de plus grande maturité. Les cellules cardiaques immatures peuvent présenter un risque car elles peuvent se diviser de manière incontrôlée, mais les cellules de l'espace ont montré des caractéristiques qui les rendent plus sûres et plus fonctionnelles. Comme l'a expliqué la professeure Chunhui Xu, dont le laboratoire dirige ces recherches, l'environnement spatial offre une opportunité incroyable d'étudier les cellules de nouvelles manières. Les connaissances acquises grâce à cette recherche pourraient permettre de développer une stratégie entièrement nouvelle pour générer des cellules cardiaques avec une survie améliorée, ce qui apporterait un bénéfice énorme aux patients sur Terre. Cette recherche ne repousse pas seulement les limites de la médecine régénérative, mais elle ouvre également la voie à la transformation de l'ensemble du paysage du traitement des maladies cardiaques, offrant un espoir à des millions de personnes qui en ont le plus besoin.