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L’infarctus du myocarde (IM) est une maladie grave dans le monde entier. Les maladies cardiovasculaires (MCV) sont la principale cause de décès dans le monde et représentent environ 18,6 millions de décès en 20191,2. La mortalité totale des MCV a diminué au cours du dernier demi-siècle. Cependant, cette tendance a été ralentie, voire inversée, dans certains pays sous-développés1, ce qui nécessite des traitements plus efficaces des MCV. En tant que l’une des manifestations mortelles des MCV, l’IM représente environ la moitié de tous les décès attribués aux MCV aux États-Unis2. Au cours de l’ischémie, avec le blocage des artères coronaires et un apport limité en nutriments et en oxygène, le myocarde subit de graves changements métaboliques, altère la fonction systolique des cardiomyocytes (CM) et entraîne la mort de cm3. De nombreuses approches dans la recherche cardiovasculaire ont été explorées pour réparer les lésions cardiaques et restaurer la fonction du cœur blessé4. La reprogrammation cardiaque directe est apparue comme une stratégie prometteuse pour réparer le cœur endommagé et restaurer sa fonction5,6. En introduisant Mef2c, Gata4, Tbx5 (MGT), les fibroblastes peuvent être reprogrammés en iCM in vitro et in vivo, et ces iCM peuvent réduire la zone cicatricielle et améliorer la fonction cardiaque7,8.
Bien que la reprogrammation cardiaque soit une stratégie prometteuse pour le traitement de l’IM, il reste un certain nombre de défis. Tout d’abord, l’efficacité, la pureté et la qualité de la reprogrammation ne sont pas toujours aussi élevées que prévu. L’incitation MGT ne peut atteindre que 8,4 % (cTnT+) ou 24,7 % (αMHC-GFP+) du total des FC à reprogrammer en iCM in vitro7, ou jusqu’à 35 % in vivo8, ce qui limite son application. Même avec plus de facteurs induits dans le système, tels que Hand29 ou Akt1 / PKB10, l’efficacité de la reprogrammation est encore à peine satisfaisante pour être utilisée en milieu clinique. Ainsi, d’autres études axées sur l’amélioration de l’efficacité de la reprogrammation sont nécessaires dans ce domaine. Deuxièmement, les caractéristiques d’intégrité électrique et de contraction des iCM sont importantes pour l’amélioration efficace de la fonction cardiaque, mais elles sont difficiles à évaluer. Actuellement, les méthodes d’évaluation largement utilisées dans le domaine, y compris la cytométrie en flux, l’immunocytochimie et la qPCR de l’expression de certains gènes clés des MC, sont toutes axées sur la similitude des iCM et des MC, mais ne sont pas directement liées aux caractéristiques fonctionnelles des iCM. En outre, ces méthodes ont des procédures relativement compliquées et prennent beaucoup de temps. Alors que les études de reprogrammation impliquent généralement un dépistage des facteurs de reprogrammation potentiels qui favorisent la maturation des iCM11, la reprogrammation cardiaque nécessite une méthode rapide et pratique basée sur la fonction iCM.
Les CM ouvrent les canaux ioniques calcium voltage-dépendants sur la cytomembrane au cours de chaque cycle de contraction, ce qui conduit à un afflux transitoire d’ions calcium (Ca2+) du liquide intercellulaire vers le cytoplasme pour participer à la contraction du myofilament. Un tel cycle d’afflux et d’outflux de Ca2+ est le trait fondamental de la contraction myocardique et constitue la fonction normale des CM12. Ainsi, une méthode qui détecte l’afflux de Ca2+ pourrait être un moyen potentiel de mesurer la fonction des CM et des cellules de type CM, y compris les iCM. De plus, pour les iCM, une telle méthode offre un autre moyen d’évaluer l’efficacité de la reprogrammation.
Des indicateurs de calcium génétiquement codés (GECI) ont été développés et largement utilisés pour indiquer les activités cellulaires, en particulier les potentiels d’action. Généralement, les GECI se composent d’un domaine de liaison Ca2+ tel que la calmoduline, et d’un domaine fluorescent tel que GFP, et GCaMP3 est un domaine avec une affinité et une intensité de fluorescence élevées. Le domaine de fluorescence de GCaMP3 sera activé lorsque la concentration locale de calcium est modifiée13. Dans cet article, une souche de souris qui exprime spécifiquement un rapporteur GCaMP3 dans les cellules Myh6+ est décrite. En introduisant le MGT dans les NCF isolés des nouveau-nés de cette souche, la reprogrammation peut être surveillée par fluorescence, que les iCM reprogrammés avec succès présenteront. Une telle souche de souris et une telle méthode fourniront une plate-forme précieuse pour étudier la reprogrammation cardiaque.