À l’échelle mondiale, la coronaropathie sévère touche plus de cent millions de patients et, bien que le taux de mortalité ait diminué, elle reste l’une des principales causes de décès 1,2. La coronaropathie a un large spectre clinique allant de l’infarctus du myocarde (IM) à l’ischémie avec viabilité préservée. La plupart des recherches précliniques portent sur l’IM, caractérisé par la présence de tissus infarctus, car il est possible de l’étudier dans des modèles animaux de petite et grande taille. Cependant, ce modèle ne s’adresse pas aux patients dont la viabilité est préservée et qui se prêtent à la revascularisation. La plupart des patients subissant un pontage aortocoronarien ont un apport sanguin diminué et une fonction limitée tout en maintenant une variabilité de la réserve contractile et de la viabilité3. Sans traitement, ces patients peuvent évoluer vers une insuffisance cardiaque avancée et une mort subite, en particulier en cas de charge de travail accrue4. Chez ces patients, le pontage aortocoronarien (PAC) est un traitement efficace mais peut ne pas entraîner une récupération fonctionnelle complète5. Il est important de noter que la dysfonction diastolique, qui est un marqueur de résultats cliniques plus mauvais, ne se rétablit pas après la revascularisation, ce qui suggère la nécessité de nouveaux traitements adjuvants pendant le PAC 6,7. Actuellement, il n’existe aucune intervention adjuvante cliniquement disponible utilisée avec le PAC pour restaurer les cardiomyocytes à leur pleine capacité fonctionnelle. Il s’agit d’une lacune thérapeutique majeure étant donné que de nombreux patients évoluent vers une insuffisance cardiaque avancée malgré une revascularisation appropriée8.
Un modèle porcin innovant d’ischémie myocardique chronique qui se prête au PAC, pour imiter l’expérience clinique de la coronaropathie a été créé9. Les porcs fournissent un bon modèle de maladie cardiaque par rapport aux autres gros animaux car ils n’ont pas de collatéraux de pontage épicardique, de sorte que la sténose de la DAL seule entraîne une ischémie régionale10. Dans cette étude, des porcs Yorkshire-Landrace femelles de 16 semaines ont été utilisés. Dans ce modèle, le DAL a été revascularisé par PAC sans pompe à l’aide de la greffe de l’artère mammaire interne gauche (LIMA) (tableau supplémentaire 1). L’intervention coronarienne percutanée (ICP) n’est pas possible pour ouvrir la sténose car le constricteur est un dispositif rigide. L’imagerie par résonance magnétique cardiaque (IRM) est utilisée pour évaluer la fonction globale et régionale, l’anatomie coronaire et la viabilité des tissus. L’analyse de l’IRM cardiaque a montré que la fonction diastolique, caractérisée par un taux de remplissage maximal (PFR), reste altérée malgré le PAC6. Le mécanisme de la dysfonction diastolique est probablement lié à une altération de la bioénergétique mitochondriale et de la formation de collagène dans le HIB qui persistent après un PAC11.
Les cellules souches mésenchymateuses (CSM) fournissent une signalisation thérapeutique par le biais d’exosomes pour améliorer la récupération myocardique lorsqu’elles sont appliquées pendant le PAC. Dans ce modèle porcin et des études in vitro parallèles, il a été démontré que la mise en place d’un patch épicardique de CSM vicryl pendant le PAC récupère la fonction contractile avec une augmentation des protéines mitochondriales clés, à savoir PGC-1α12, un régulateur important du métabolisme énergétique mitochondrial13. Le modèle in vitro nous a permis d’étudier le mécanisme de signalisation des CSM sur la fonction mitochondriale altérée. Les exosomes sont des microvésicules stables sécrétées (50-150 nm) qui contiennent des protéines ou des acides nucléiques, y compris des microARN (miARN)14. Des données in vitro récentes suggèrent que les exosomes dérivés des CSM sont un mécanisme de signalisation important nécessaire à la récupération de la respiration mitochondriale.
Les exosomes dérivés de cellules souches sont des thérapies complémentaires prometteuses car ils sont facilement accessibles, peuvent être produits commercialement et ne présentent pas de conflits éthiques. En tenant compte de la traduction clinique, un patch de collagène intégré avec des exosomes dérivés de CSM a été créé qui peut être suturé chirurgicalement à la région d’hibernation du myocarde. Il a été démontré qu’il y a une libération soutenue d’exosomes à l’aide de ce patch et qu’il fournit une thérapie régénérative acellulaire avec un mécanisme de signalisation paracrine qui cible la récupération mitochondriale et améliore la biogenèse mitochondriale15. Cette procédure fournit le modèle préclinique pour étudier l’impact des thérapies dérivées de CSM pour améliorer la fonction cardiaque en renforçant la fonction mitochondriale et en réduisant l’inflammation au moment de la revascularisation et en inversant les adaptations des myocytes à l’ischémie chronique.
Dans cette étude, une méthode chirurgicale de PAC sans pompe utilisant LIMA à l’anastomose LAD pour contourner la zone de sténose LAD proximale imitant le traitement standard pour les patients atteints de coronaropathie est présentée. En tant que traitement d’appoint par PAC, l’application chirurgicale d’un patch de collagène intégré à l’exosome dérivé de CSM sur la région ischémique du myocarde a été démontrée. Ce modèle chirurgical peut être utilisé pour étudier les réponses physiologiques à l’effet paracrine observé avec l’utilisation d’un patch d’exosomes ainsi que les mécanismes moléculaires de récupération.