Comment le cœur se régénère-t-il ? Après d'innombrables brainstormings, j'ai trouvé le « trésor »

Le cœur humain peut-il se régénérer ?

« Bien que la capacité de régénération soit limitée, elle est possible dans une certaine mesure. » Au cours des 20 dernières années, Chen Jinghai, chercheur et directeur de doctorat au deuxième hôpital affilié de la faculté de médecine de l'université du Zhejiang (ci-après dénommé deuxième hôpital de l'université du Zhejiang), s'est engagé dans la recherche dans le domaine de la régénération et de la réparation cardiaques.

En octobre de cette année, le prix Nobel de physiologie ou médecine 2024 a été annoncé. Deux scientifiques américains ont remporté cet honneur pour leur découverte du miRNA (microARN) et de son rôle dans la régulation post-transcriptionnelle des gènes.

Le miRNA fait l’objet de recherches de Chen Jinghai depuis de nombreuses années : quel rôle joue-t-il dans la régénération myocardique ? Comment pouvons-nous renforcer la capacité de régénération des cellules myocardiques et la faire durer plus longtemps ?

Ces questions sont étroitement liées, et Chen Jinghai se rapproche de la vérité en les démêlant encore et encore. « Il y aura de nombreux échecs dans le processus de recherche, mais il est difficile de résister à la tentation de trouver la réponse. »

Plein d'enthousiasme, de dévouement et de persévérance... Chen Jinghai, qui possède ces qualités, et l'équipe du centre cardiaque du deuxième hôpital de l'université du Zhejiang dirigée par Wang Jianan, académicien de l'Académie chinoise des sciences, ont emprunté une voie différente à l'avant-garde de la recherche cardiaque.

Il avait le sentiment d’avoir trouvé une personne partageant les mêmes idées.

Élégant et modeste, parlant lentement et clairement, et prenant des notes détaillées après chaque question d'entretien, Chen Jinghai respire toujours la méticulosité et la rigueur de la recherche scientifique.

« En Chine, les maladies cardiovasculaires sont la principale cause de décès parmi la population, devant le cancer. » Chen Jinghai s'est lancé dans la recherche sur les maladies cardiovasculaires après avoir obtenu son diplôme. Le choix accidentel du début est progressivement devenu sa carrière préférée, et il s'y est immergé.

Avant de retourner en Chine, Chen Jinghai a travaillé dans des centres de recherche tels que la Sanford School of Medicine de l'Université du Dakota du Sud, la Harvard Medical School et le Boston Children's Hospital. En 2015, il a été introduit au deuxième hôpital de l'université du Zhejiang.

Chen Jinghai a choisi le deuxième hôpital de l'université du Zhejiang parce qu'il estimait qu'il était irremplaçable en termes de puissance dure et d'environnement doux.

Je fais des recherches sur le cœur. Lors d'expériences sur des animaux, j'ai besoin d'un petit appareil à ultrasons pour détecter les contractions et les relâchements du cœur. Cet appareil est coûteux. Mais à l'époque, le deuxième hôpital universitaire du Zhejiang en possédait un. Chen Jinghai a déclaré avec un sourire que pour lui, c'était un lien extrêmement critique. « Sans cet appareil, il m'aurait été difficile de mener mes recherches, même à mon retour. De plus, le deuxième hôpital universitaire du Zhejiang possédait déjà à l'époque le seul laboratoire cardiovasculaire majeur de la province, ce qui était très rare. »

Ce que Chen Jinghai aime le plus, c'est l'atmosphère du deuxième hôpital de l'université du Zhejiang. Je me souviens encore de ma première visite au deuxième hôpital universitaire du Zhejiang. J'ai eu une discussion animée avec le secrétaire Wang Jianan et d'autres experts du domaine cardiovasculaire sur des questions professionnelles. L'atmosphère était dénuée de toute nervosité, contrairement à un entretien. J'avais alors le sentiment d'avoir trouvé des personnes partageant les mêmes idées.

En 2019, Chen Jinghai a assisté à la réunion annuelle de la BCVS Cardiovascular Foundation aux États-Unis. Photo fournie par l'hôpital

Comment le cœur se régénère-t-il ? Comme l'exploitation minière, en allant de plus en plus profondément

Le cœur peut-il se régénérer ? Pour les gens ordinaires, c’est une question magique, et c’est aussi un sujet de recherche auquel Chen Jinghai a consacré beaucoup d’efforts.

Chen Jinghai a expliqué que la régénération cardiaque fait référence à la capacité du tissu cardiaque à se réparer et à se reconstruire après un dommage. Des études récentes ont montré que les vertébrés inférieurs tels que les salamandres et les poissons zèbres ont la capacité de régénérer leur cœur ; Chez l'adulte, la capacité de régénération du cœur est très limitée, mais il existe néanmoins des preuves que le cœur peut être capable de se régénérer dans une certaine mesure.

Pourquoi étudier la régénération cardiaque ? Dans le pays, près de 50 % des patients souffrant de maladies cardiaques meurent d’un infarctus du myocarde et d’une insuffisance cardiaque ultérieure. La cicatrice fibrotique formée par la perte d’un grand nombre de cellules myocardiques après un infarctus du myocarde est la principale cause d’insuffisance cardiaque. Les mesures globales existantes telles que les médicaments et les interventions ne peuvent pas réparer complètement le myocarde nécrotique ni améliorer la progression de l’insuffisance cardiaque après un infarctus du myocarde causé par la fibrose.

« Si nous pouvons trouver le lien essentiel entre la réparation et la régénération cardiaques, alors ces problèmes pourront être résolus de manière fondamentale. » Les travaux de recherche de Chen Jinghai portent sur les mécanismes de reconstruction pathologique tels que la régénération des cellules myocardiques et la fibrose myocardique après une blessure.

Dès son postdoctorat à la Harvard Medical School, Chen Jinghai a étudié le rôle des miRNA dans la prolifération et la régénération myocardiques. « Nous avons d'abord découvert que le groupe de gènes miR-17-92 peut favoriser la prolifération des cellules myocardiques pendant la période embryonnaire, la période périnatale et l'âge adulte, et a un effet protecteur sur la fonction cardiaque après un infarctus du myocarde. »

Pour Chen Jinghai et son équipe, cette découverte n'est que la première étape de la Grande Muraille, et ils continueront à aller plus en profondeur comme dans l'exploitation minière.

Il y a 6 « membres » dans le groupe de gènes miR-17-92. Quel « membre » spécifique est réellement capable de favoriser la prolifération et la régénération du myocarde ?

« Nous avons découvert que le miR-19 peut favoriser la prolifération et la régénération des cardiomyocytes après un infarctus du myocarde, réduire la fibrose et protéger la fonction cardiaque après un infarctus du myocarde. » Au cours de l'étude du miR-19, Chen Jinghai a également découvert que la perte du gène PTEN, la cible du miR-19, peut augmenter considérablement la prolifération des cardiomyocytes adultes après une lésion ischémique, réduire l'hypertrophie pathologique et la fibrose du myocarde après un infarctus du myocarde et protéger la fonction cardiaque. Dans le même temps, les inhibiteurs de PTEN ont une valeur translationnelle clinique potentielle dans la régénération et la réparation cardiaques. Dans ce projet de recherche, l’inhibition du PTEN a affecté les processus mitochondriaux. Ils se sont concentrés sur les mitochondries et ont découvert que leur régulation pouvait favoriser la prolifération et la régénération des cardiomyocytes après une blessure.

Ces résultats de recherche ont été publiés dans des revues internationales de premier plan.

Avec le recul, Chen Jinghai et son équipe ont passé 10 ans à clarifier le rôle des axes miR-17-92 et miR-19-PTEN dans la prolifération et la régénération myocardiques. Ils ont étroitement lié chaque lien au suivant, conduisant à des problèmes scientifiques ultérieurs étape par étape, et démêlant le mystère étape par étape.

Gardez votre curiosité et votre esprit sera ouvert

La recherche scientifique est un long processus qui connaîtra des échecs, l’impact de nouvelles idées et des subversions répétées. Selon l'expression de Chen Jinghai, tout cela est devenu intéressant. « J'aime lire des romans policiers et découvrir la vérité étape par étape. Faire de la recherche scientifique, c'est comme résoudre une affaire. »

Chen Jinghai a fait une analogie intéressante : un lapin saute devant vous et vous lui tirez dessus. Le lapin est effrayé par le coup de feu et s'enfuit. Si vous frappez l'oreille du lapin et tirez à nouveau, le lapin n'entend pas le coup de feu et ne s'enfuit pas, et vous en profitez pour tirer sur le lapin jusqu'à le tuer. Quelle conclusion tireriez-vous en vous basant uniquement sur les apparences ? ——Les oreilles de lapin peuvent être utilisées pour sauter. « Bien sûr, nous savons tous que ce n'est pas le cas. C'est ainsi que fonctionne la recherche scientifique. Derrière chaque phénomène se cachent de nombreuses boîtes noires, et nous devons les explorer et les prouver étape par étape. »

Chen Jinghai a décrit cela comme un processus « d’ouverture d’esprit ».

J'aime la sensation de faire de la recherche scientifique, de poser des questions, de résoudre des problèmes et de participer à l'ensemble du processus de recherche. Lorsque les résultats et les données de la recherche sont obtenus, je suis tellement enthousiaste que je n'arrive pas à dormir. Ce sentiment de joie est incomparable.

Découvrir et résoudre des problèmes n’est pas facile. Tout comme dans l’étude de la régénération cardiaque, comment pouvons-nous saisir le « point clé » parmi tant de facteurs complexes ?

Il faut entretenir sa curiosité. Il faut aussi être prêt à relever des défis. Par exemple, lorsque vos recherches ne correspondent pas à la réalité, osez-vous prendre du recul ? Pouvez-vous accepter de nouvelles choses à temps ?

Avant que le concept de régénération cardiaque ne soit accepté, l’idée largement acceptée dans le milieu universitaire était que le myocarde était une cellule différenciée terminale qui ne pouvait pas proliférer et se régénérer. Avec le développement de la technologie, les chercheurs ont progressivement prouvé que le myocarde régénéré provient de la prolifération de cellules myocardiques existantes, plutôt que de la différenciation et de la régénération à partir de cellules souches. « Lorsqu'une nouvelle théorie apparaît, vous devez être courageux et rigoureux pour la vérifier et réaliser des percées dans de nouvelles directions. »

L’itération et la mise à jour de la recherche scientifique sont très rapides.

« La recherche doit être actualisée en temps opportun. Il ne s'agit pas nécessairement de tout recommencer. Nous pouvons réaliser de nouveaux progrès tout en préservant les fondements de la recherche initiale. » Chen Jinghai a déclaré franchement : « Certaines des recherches actuellement menées dans mon propre laboratoire ne sont plus exactement les mêmes qu’avant. »

Au cours de la dernière décennie, l’émergence de concepts d’information biologique massifs, le développement rapide de l’intelligence artificielle et l’émergence de nouvelles lignées génétiques ont tous incité les chercheurs à s’adapter et à changer constamment.

Selon Chen Jinghai, ce processus est très excitant, mais il s’accompagne bien sûr également de douleur. « On peut dire que c’est douloureux et heureux. »

Chen Jinghai a donné un exemple : les souris utilisées dans leur institut de recherche étaient initialement des hybrides de deux ou trois gènes, et il a fallu environ un an pour obtenir des souris pour les expériences. Plus tard, une nouvelle lignée génétique est apparue et quatre souches de souris étaient hybrides. Il a fallu près d'un an et demi pour obtenir des souris pour les expériences.

Nos modèles de recherche devront également être mis à jour en conséquence. Même si le processus peut paraître plus complexe, la précision de l'expérience sera en réalité améliorée.

Pour faire de la recherche scientifique, il faut un cœur solide

Au fil des années, de nombreuses personnes ont demandé à Chen Jinghai : Que devez-vous faire si vous rencontrez des goulots d’étranglement dans le processus de recherche scientifique ?

« Je dis parfois aux étudiants qu'il serait peut-être préférable de se concentrer sur le problème lui-même plutôt que de se contenter d'observer les résultats. Changez de perspective et abordez la situation avec optimisme. »

Ce que Chen Jinghai a dit correspond en réalité à ce qu’il a vécu : certains résultats de recherche n’ont pas été obtenus à mi-chemin ; certains résultats de recherche viennent d’être achevés mais d’autres ont pris le dessus ; certains résultats de recherche ont échoué après avoir investi beaucoup de temps et d'énergie... "Gardez un cœur fort, l'échec est courant, mais vous devez croire qu'il y aura toujours un moment de succès."

Chen Jinghai et son équipe s'engagent à explorer la pathogenèse des maladies cardiaques et à fournir une base théorique et une vérification expérimentale animale pour la prévention et le traitement des maladies cardiovasculaires du point de vue de la biologie moléculaire. « Nous promouvons également activement la transformation clinique. »

Le processus de recherche scientifique est long, mais l'hôpital a encouragé Chen Jinghai. L'hôpital bénéficie de fonds de soutien. Les laboratoires nationaux et provinciaux clés nous ont fourni des instruments expérimentaux et des plateformes d'équipement à grande échelle, ainsi que des plateformes d'échange de talents interdisciplinaires. Ces plateformes ont apporté de nouvelles idées pour l'innovation en recherche scientifique et la transformation de nos produits.

Bien sûr, ce pour quoi Chen Jinghai est le plus reconnaissant, c'est la riche atmosphère académique du deuxième hôpital de l'université du Zhejiang. On ne peut pas faire de recherche scientifique seul. Ici, il y a des experts dans différents domaines. En cas de confusion, on peut trouver de l'aide auprès de personnes qui peuvent nous éclairer. Leurs conseils peuvent nous éclairer d'un coup, et c'est bien plus efficace que de chercher soi-même des livres et des informations.

Pour Chen Jinghai, il existe encore d’autres « trésors » à explorer dans le domaine de la régénération cardiaque. « Je consignerai dans mon mémo tous les problèmes rencontrés au cours de mes recherches scientifiques et qui ne peuvent être étudiés temporairement. J'en ai déjà plusieurs longues pages. Je pense qu'à l'avenir, j'y trouverai des réponses. »