Les interactions entre le tissu adipeux et les neurones sympathiques contribuent aux arythmies cardiaques

Une étude récente publiée dans la revue Cell Reports Medicine a établi un lien entre la fréquence des épisodes d'apnée pendant le sommeil paradoxal (REM) et le degré de déficience de la mémoire verbale chez les personnes âgées à risque de développer la maladie d'Alzheimer. La mémoire verbale désigne la capacité cognitive à retenir et à se souvenir d'informations présentées oralement ou par écrit, et est particulièrement vulnérable à la maladie d'Alzheimer.

Une étude menée par un groupe de scientifiques chinois a examiné les liens indépendants entre le tissu adipeux épicardique et le système nerveux sympathique, d'une part, et l'arythmie cardiaque, d'autre part, en utilisant la coculture in vitro d'adipocytes, de cardiomyocytes et de neurones sympathiques. Ils ont découvert que l'axe tissu adipeux-système nerveux joue un rôle important dans l'arythmogenèse.

Des anomalies dans la formation et la conduction des impulsions électriques, dues à des anomalies électriques ou structurelles du cœur, peuvent entraîner des arythmies cardiaques. Ces anomalies peuvent être génétiques ou liées à une cardiopathie acquise. Des recherches ont montré que les neurones sympathiques jouent un rôle important dans la pathogenèse des arythmies cardiaques. L'activation de circuits électriques anormaux et les troubles de la repolarisation ventriculaire dus à une stimulation inappropriée du système nerveux sympathique ont été associés à une fibrillation ventriculaire et à une tachycardie, à une fibrillation auriculaire, voire à un décès cardiaque.

Des études récentes ont également montré que le tissu adipeux épicardique est étroitement associé à la survenue de fibrillation auriculaire, de fibrillation ventriculaire et de tachycardie ventriculaire. De plus, comme le tissu adipeux épicardique est adjacent au myocarde sans tissu séparant leur contact, les cytokines inflammatoires et les adipokines sécrétées par le tissu adipeux épicardique peuvent altérer la structure électrique et cardiaque. Cependant, l'interaction entre le tissu adipeux épicardique et les neurones sympathiques et la manière dont cette interaction affecte l'arythmogenèse restent incertaines.

À propos de l'étude Dans la présente étude, les scientifiques ont surmonté les limites présentées par le manque de modèles de maladies humaines appropriés et la difficulté d'obtenir et d'étendre des quantités suffisantes de tissu cardiaque, neural et adipeux en générant des cardiomyocytes, des adipocytes et des neurones sympathiques in vitro à partir de cellules souches et en établissant des modèles de co-culture pour étudier les interactions entre le tissu adipeux épicardique et les neurones sympathiques et leurs effets sur les cardiomyocytes.

Des échantillons de plasma ont été prélevés dans les veines périphériques et les sinus coronaires de 53 participants, dont des témoins sains et des patients atteints de fibrillation auriculaire paroxystique ou permanente. Du tissu adipeux épicardique a également été prélevé chez des patients atteints de fibrillation auriculaire permanente ayant subi une chirurgie à cœur ouvert.

Des cellules souches pluripotentes humaines et des cellules souches pluripotentes induites dérivées de cellules souches adipogéniques, de cellules souches embryonnaires humaines et de fibroblastes embryonnaires ont été utilisées pour établir des lignées cellulaires et des cultures. Une stratégie d'induction séquentielle a été utilisée pour obtenir des neurones sympathiques, où les cellules nerveuses étaient dérivées de cellules souches pluripotentes humaines puis cultivées en milieu de différenciation.

Des cellules souches adipogènes ont été cultivées dans un milieu de différenciation adipocytaire afin de réaliser la différenciation adipocytaire et de générer du tissu adipeux épicardique. La réaction en chaîne par polymérase (RT-q) a été utilisée pour mesurer l'expression des marqueurs du tissu adipeux blanc, brun et beige. Une technique de différenciation monocouche bidimensionnelle a été utilisée pour générer des cardiomyocytes à partir de cellules souches pluripotentes humaines.

Résultats Les résultats ont montré que les cardiomyocytes cultivés avec du tissu adipeux épicardique et des neurones sympathiques, mais pas avec l'un ou l'autre, présentaient des anomalies électriques significatives, un phénotype arythmique et une signalisation altérée des ions calcium (Ca2+).

De plus, l'étude a montré que la leptine sécrétée par le tissu adipeux épicardique peut activer la libération du neuropeptide Y par les neurones sympathiques. Ce neuropeptide se lie au récepteur Y1 des cardiomyocytes et provoque des anomalies du rythme cardiaque en affectant l'activité de la protéine kinase II dépendante du calcium/calmoduline (CaMKII) et de l'échangeur sodium (Na2+)/calcium (Ca2+).

Conclusion Globalement, les résultats indiquent que les interactions entre le tissu adipeux épicardique et les neurones sympathiques entraînent un phénotype arythmique chez les cardiomyocytes. L'étude a montré que ce phénotype est causé par la stimulation des neurones sympathiques par la leptine sécrétée par les adipocytes, ce qui entraîne la libération du neuropeptide Y. Ce neuropeptide se lie au récepteur Y1 et affecte l'activité de la CaMKII et de l'échangeur Na2+/Ca2+, provoquant des troubles du rythme cardiaque.