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Couplage neuro-cardiaque

Les arythmies cardiaques sont la principale cause imméritée de mort subite. Ces anomalies électriques perturbent l’excitation automatique du cœur, la conduction électrique et empêchent finalement une contraction cardiaque efficace. Les arythmies sont principalement liées à une altération de l’homéostasie ionique à cause de mutation ou de par des dysfonctionnement acquis des canaux ioniques. En parallèle, la fonction cardiaque est étroitement régulée par le système nerveux autonome (SNA) composé du système nerveux parasympathique (SNP) et du système nerveux sympathique (SNS).

De nombreuses observations dont les nôtres ont mis en évidence l’importance de la balance sympatho-vagale dans l’initiation et le maintien des arythmies. Un certain nombre de pathologies humaines (infarctus du myocarde, diabète) sont associées à un remodelage à la fois structurel et fonctionnel du SNA, conduisant à une hétérogénéité de la libération de neurotransmetteurs dans le cœur et prédisposant à une instabilité électrique aux niveaux auriculaire et ventriculaire. Les neurones et les cardiomyocytes sont également des cellules excitables qui ont en commun de nombreux canaux ioniques impliqués à la fois dans la dépolarisation et la repolarisation du potentiel d’action.

En conséquence, tout dysfonctionnement de ces canaux ioniques peut affecter à la fois l’excitabilité des neurones et des cardiomyocytes. Par ailleurs, de nombreux patients présentant des arythmies cardiaques présentent également des troubles neuronaux tels que des crises d’épilepsie ou un autisme. Dans ce contexte, une meilleure compréhension de la dynamique du couplage neuro-cardiaque et de la regulation de la balance sympatho-vagal dans les canalopathies acquises ou héréditaires est fondammentale pour optimiser la prévention et la prédiction des événements arythmiques.

Pour analyser l’interaction neurones-cardiomyocytes, nous développons des approches originales utilisant des co-cultures de cellules humaines tels que des cardiomyocytes et des neurons dérivés de hiPSC issus de patients. D’autre part, nous optimisons les technologies de surveillance des signes vitaux comme la fréquence cardiaque ou le ryrhme ventilatoire (projet SmartVista UE et micromagnétométrie) afin d’analyser et de prédire les événements arythmiques. Ces approches innovantes, nous permettent d’établir et comprendre le rôle spécifiquue de l’innervation et du SNA dans la genèse des arythmies fatales.

De même ces approches nous permettent de prédire le potentiel torsadogène des composés iatrogènes, à la fois dans des modèles animaux et chez les patients. Une meilleure caractérisation de l’axe Cerveau-Coeur dans le développement des troubles du rythme et de la mort subite cardiaque permettra également d’identifier de nouvelles stratégies thérapeutiques dans les pathologies métaboliques et les cardiomyopathies inflammatoires (Axis1, Axis3).