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Faits marquants 2003

Evaluation fonctionnelle et essais thérapeutiques pour l’atteinte cardiaque dans les myopathies

Sont présentés ici les travaux du Dr Yves Fromès en collaboration avec Jean-Thomas Vilquin, au sein de l’équipe de Marc Fiszman (Inserm U582).
L'atteinte du muscle cardiaque au cours des myopathies a souvent été sous-estimée, en partie du fait de la gravité de l'atteinte locomotrice ou respiratoire masquant les symptômes cardiaques, mais aussi par défaut de diagnostic cardiologique. A l'échelle moléculaire, l'atteinte du muscle cardiaque n'est en général pas différente de celles des autres muscles striés, par contre au niveau de l'organe, l'atteinte cardiaque est remarquable à plusieurs degrés. Ainsi, du fait de l'absence de cellules satellites dans le cœur, la perte des cellules contractiles aboutit inéluctablement à la défaillance cardiaque. En plus des anomalies génétiques à l'origine de la myopathie, des lésions de remodelage du muscle cardiaque peuvent évoluer indépendamment et aggraver le pronostic fonctionnel de ce muscle, dont la fonction est vitale. L'arsenal thérapeutique actuel ne permet pas d'inverser le cours de cette évolution, ce qui en fait la première cause de transplantation cardiaque. L'utilisation de modèles animaux de cardiomyopathies dilatées permet de développer de nouvelles approches thérapeutiques.
 
Notre effort de recherche a porté sur deux aspects complémentaires d'une part la mise en place d'outils permettant l'évaluation clinique de l'atteinte cardiaque, et d'autre part des approches thérapeutiques nouvelles, cellulaires et géniques.
 
1) L'évaluation de l'atteinte cardiaque dans le modèle de myopathie des ceintures (hamster CHF147, déficient en delta-sarcoglycane). La cardiomyopathie se traduit par des anomalies électrocardiographiques.
Pour les mettre en évidence, nous avons eu recours à des enregistrements par télémétrie sur des animaux non contraints et à des protocoles d'analyse du tracé ECG, de la variabilité du rythme cardiaque et des troubles de la conduction chez les animaux malades, mais aussi chez les porteurs dits sains, de statut génétique hétérozygote.
D'autre part, l'évaluation hémodynamique par cathétérisme de conductance a permis de faire des mesures in vivo des pressions et volumes intracardiaques et a ainsi permis une étude fine du cycle cardiaque.  
 
En complément de l'évaluation hémodynamique par cathétérisme cardiaque, nous avons consolidé notre collaboration avec le laboratoire de RMN de l'Institut de Myologie (équipe de P. Carlier) pour le développement de l'imagerie cardiaque chez le petit animal et l'étude de la perfusion musculaire.  
 
De plus, nous avons évalué l'atteinte vasculaire au cours de la myopathie des ceintures par déficit en delta sarcoglycane en collaboration avec l'équipe d'Anne-Marie Lompré (INSERM U433). En effet, le déficit en delta sarcoglycane affecte également la musculature lisse des vaisseaux, ce qui contribue aux anomalies de perfusion indépendamment des anomalies cardiaques.  
 
2) Différentes approches thérapeutiques ont ainsi pu être testées. Le modèle pathologique fut essentiellement le hamster CHF147, qui développe une cardiopathie rapidement évolutive, aboutissant à une insuffisance cardiaque. Le fait d'utiliser un modèle unique a permis de comparer différentes stratégies thérapeutiques tant en terme de faisabilité, qu'en terme d'efficacité.

a. Un essai thérapeutique de transfert de myoblastes dans le cœur de hamsters CHF147, arrivés à un stade de cardiopathie dilatée sans décompensation de leur insuffisance cardiaque, a été réalisé en collaboration avec J. Pouly et Jean-Thomas Vilquin. Dans un premier temps, ce travail a permis de montrer la capacité d'expansion importante des myoblastes issus d'un muscle pathologique. Dans un second temps, ces cellules ont été implantées dans un contexte autologue. Bien que n'exprimant pas le complexe des sarcoglycanes, ces cellules sont capables de modifier la fonction du muscle cardiaque pathologique.


 
b. Un essai thérapeutique sur des hamsters CHF147 de même stade évolutif a été réalisé en délivrant la protéine recombinante IGF-1 par pompe osmotique sur des périodes prolongées de 3 à 5 semaines. L'IGF-1 a permis d'améliorer les performances du muscle cardiaque, même en l'absence de correction du déficit génétique primitif.
c. Un troisième essai a été complété dans ce même modèle, basé sur le transfert de gène intracardiaque de l'IGF-1. Le recours à une stratégie de transfert de gène permet de cibler le traitement au seul muscle cardiaque. Le recours à des facteurs de croissance ayant de nombreuses cibles cellulaires a souvent été un obstacle à leur utilisation prolongée. La thérapie génique semble constituer une approche réaliste. Notre travail récent a pu montrer que l'administration directe du gène codant pour IGF-1 retarde le développement d'une dilatation de cavité cardiaque et permet de mieux préserver la fonction cardiaque.
Références
 
1. Parzy E, Von Euw D, Fromes Y and Carlier PG. Cardiac NMR imaging of conscious hamsters using single-shot RARE. MAGMA, 2003, 16, suppl 1:S157.
 
2. Parzy E, Fromes Y, Wary C, Vignaux O, Giacomini E, Leroy-Willig A and Carlier PG. Ultrafast multiplanar determination of left ventricular hypertrophy in spontaneously hypertensive rats with single-shot spin-echo nuclear magnetic resonance imaging. J Hypertens, 2003, 21:429-436.
 
3. Bertoldi D, Von Euw D, Fromes Y, Wary C and Carlier PG. Détermination atraumatique de la perfusion de la patte de souris par marquage magnétique de l'eau artérielle (ASL) couplé à l'imagerie RMN. Arch Mal Coeur Vaiss, 2003, 96:432.
 
4. Bertoldi D, Von Euw D, Fromes Y, Wary C and Carlier PG. Determination of skeletal muscle perfusion in mouse leg at rest with SATIR arterial spin labeling sequence. 11th Meeting Intl Soc Magn Reson Med, Toronto, Canada, 10-16 July 2003, 11:1519.
 
5. Leroy-Willig A, Fromes Y, Paturneau-Jouas M and Carlier P. Assessing gene and cell therapies applied in striated skeletal and cardiac muscle: Is there a role for nuclear magnetic resonance? Neuromusc Disord, 2003, 13:397-407.
 
6. Pouly J, Vilquin JT, Fiszman MY, Ménasché P and Fromes Y. La greffe de myoblastes améliore-t-elle la fonction des cardiomyopathies dilatées? XXe Congrès (Biologie et Pathologie du Cœur et des Vaisseaux) du Groupe de Réflexion sur la Recherche Cardiovasculaire, Grenoble, France, 15-16 avril 2003, 96:441.
 
7. Sérose A, Salmon A, Fiszman MY and Fromes Y. Effets morphologiques et fonctionnels de la protéine IGF-1 sur le muscle cardiaque déficient en delta-sarcoglycane. XXe Congrès du Groupe de Réflexion sur la Recherche Cardiovasculaire : Biologie et Pathologie du Cœur et des Vaisseaux, Grenoble, France, 15-16 avril 2003, 96:421.