Bien qu'initialement considéré comme étant seulement un élément de soutien architectural, le compartiment stromal s'avère être un acteur crucial dans le contrôle de voies influençant la viabilité et la fonctionnalité des cellules cardiaques. Le stroma cardiaque comprend différents composants tels que des cellules progénitrices stromales, des cellules immuno-inflammatoires ainsi qu'une matrice extracellulaire. Ces différents éléments interagissent les uns avec les autres pour maintenir une fonction cardiaque normale ainsi que pour réparer d'éventuelles lésions. Ainsi, un remodelage inapproprié du microenvironnement stromal pourrait contribuer à l'apparition de dysfonctionnements pouvant mener au développement d'une insuffisance cardiaque.

Notre projet se concentre sur le rôle du microenvironnement stromal dans l'hypertrophie, l'insuffisance et le vieillissement cardiaques. Deux aspects différents sont étudiés: le premier concerne la contribution des cellules stromales résidentes et des cellules immunitaires infiltrantes dans le remodelage ventriculaire délétère; le second met l'accent sur l'utilisation de cellules souches mésenchymateuses de moelle osseuse (BM-MSC) modifiées pour la régulation de ce microenvironnement stromal et la fonction des cardiomyocytes dans l'insuffisance cardiaque.

Concernant notre premier axe de recherche, nous avons montré que des sous-populations de cellules apparentées aux cellules souches mésenchymateuses positives pour le marqueur Sca-1 sont modifiées au cours du vieillissement cardiaque (au niveau de leur phénotype et de leurs propriétés pro-inflammatoires). De plus, nous avons démontré pour la première fois le rôle majeur des lymphocytes T CD4+ dans la transition de l'hypertrophie ventriculaire vers l'insuffisance cardiaque dans un modèle murin de surcharge de pression (Circulation, 2014). 

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Dans l'équipe, nous utilisons différents modèles de souris génétiquement modifiées pour déterminer i) les mécanismes moléculaires responsables de la sénescence dans les cellules stromales, ii)les processus contrôlant l’entrée et la sortie des cellules immunes du cœur pathologique, iii) les interactions entre le stroma cardiaque sénescent et les cellules inflammatoires et iv) leur implication dans l'insuffisance cardiaque à fraction d'éjection préservée ou réduite.

Le deuxième axe de recherche de notre équipe est basé sur notre expérience en thérapie cellulaire de l'insuffisance cardiaque. Notre groupe a démontré l'efficacité de l'administration de cellules progénitrices de moelle osseuse (mononucléées et mésenchymateuses) dans des modèles animaux d'insuffisance cardiaque et chez l'Homme (essais cliniques BONAMI et MESAMI).

Afin de mettre à profit les propriétés paracrines des BM-MSC et éviter leur injection intracardiaque, nous avons ensuite développé une stratégie de bioingénierie basée sur l'administration de BM-MSCs inclues dans des matrices biocompatibles à base d'alginate et de complexes alginate/chitosan.

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Nos résultats ont montré que i) BM-MSCs maintiennent leurs propriétés paracrines après inclusion dans les biomatrices et ii) l'administration de BM-MSC encapsulées améliore la fonction cardiaque. Sur la base de ces résultats, nous optimisons les biomatrices d'alginate/chitosan (préparations de grade clinique) pour améliorer la rétention, la survie et l'activité paracrine des BM-MSC.