Pendant des décennies, les scientifiques ont su que la mort cardiaque subite - une défaillance du système électrique du cœur qui conduit les gens à, enfin, à une perte soudaine - est plus fréquente le matin. L'analyse des données de l'ambitieuse Framingham Heart Study a permis de documenter scientifiquement le lien curieux dès 1987. Mais pour autant, les scientifiques n'ont pas été capables de faire grand-chose avec ces connaissances. Une série de documents vers la fin des années 1980 indiquait des explications possibles: l'hypothèse d'une posture verticale, par exemple, ou des problèmes liés au processus qui empêche généralement la formation de caillots sanguins. Cependant, les scientifiques n’ont pas encore trouvé de mécanisme de base permettant d’expliquer le lien entre l’horloge circadienne du corps et l’incident électrique à l’origine de la mort subite.
Maintenant, une équipe internationale de chercheurs est tombée sur une piste. Mukesh Jain, de l'Université Case Western Reserve à Cleveland, et ses collègues ont récemment identifié une protéine dont les niveaux oscillent avec l'horloge circadienne et, chez la souris, provoquent l'oscillation des canaux ioniques qui régissent le système électrique du cœur. Le 8 septembre à Indianapolis, lors d’une réunion de l’American Chemical Society (ACS), Jain a annoncé que ces oscillations se produisaient également dans les cellules cardiaques humaines. Les résultats laissent présager à une époque où les médecins seraient peut-être capables de prévenir la mort subite d'origine cardiaque, principale cause de mortalité naturelle aux États-Unis, faisant plus de 300 000 victimes chaque année.
Pour comprendre les tenants et les aboutissants de la découverte de Jain, il faut d'abord comprendre comment fonctionne le cœur. Pensez: moteur de voiture, déclare James Fang, chef du service de médecine cardiovasculaire à la faculté de médecine de l'Université de l'Utah à Salt Lake City. Il y a le sang en circulation, qui est le carburant. Il y a les muscles qui pompent ce carburant. Et il existe un système électrique, avec séparation de charge créée non par une batterie mais par des pompes à ions et des canaux ioniques. Sans un système électrique en bon état de marche, les muscles ne se dilatent pas et ne se contractent pas et le sang ne coule pas. En cas de crise cardiaque, l’alimentation en carburant du cœur est bloquée. Mais dans la mort subite cardiaque, il existe un dysfonctionnement électrique qui empêche le cœur de pomper correctement le sang vers le corps et le cerveau. Les battements du cœur deviennent irréguliers et présentent souvent un type d'arythmie appelé fibrillation ventriculaire. Les crises cardiaques peut entraîner le type d’arythmie pouvant entraîner une mort subite cardiaque, mais dans d’autres cas, il n’ya pas de déclencheur évident. Peu importe la façon dont le bouchon du coeur est tiré, la mort survient généralement en quelques minutes.
Les défibrillateurs d'urgence dans les lieux publics sauvent des vies en offrant un moyen rapide de choquer le cœur pour qu'il puisse à nouveau travailler. Mais de nouvelles recherches sur les rythmes circadiens des protéines présentes dans les cœurs humains pourraient offrir une meilleure solution. Photo par Olaf Gradin via flickr
Bien que les médicaments pour le cœur existent - pensez aux bêta-bloquants, aux inhibiteurs de l'ECA - il n'existe aucun médicament qui agisse spécifiquement pour prévenir l'apparition de l'arythmie. La réponse médicale la plus courante n’est que cela: une réponse. Les médecins traitent les dysfonctionnements électriques après leur apparition avec un défibrillateur, une technologie dont l'histoire remonte à la fin du 19ème siècle. En 1899, deux physiologistes ont constaté que les chocs électriques pouvaient non seulement créer, mais également arrêter des troubles du rythme dans le cœur d'un chien. À la fin des années 1960, la défibrillation cardiaque était utilisée de manière fiable chez les humains. Et en 1985, un médecin de l’Université Johns Hopkins a obtenu l’approbation de la FDA pour un défibrillateur implantable.
La défibrillation est depuis la première solution pour les arythmies mettant en jeu le pronostic vital. Selon Fang, ces dispositifs sont passés de "la taille d'un bagage à la taille d'un paquet de cigarettes". Les versions automatisées externes sont devenues populaires, permettant ainsi aux passants d'aider une victime sans attendre le trajet en ambulance. Mais, "c'est une approche un peu grossière", dit Fang. «Les défibrillateurs ont véritablement constitué la pierre angulaire des deux ou trois dernières décennies, mais ce n’est pas vraiment une solution de gestion», ajoute-t-il. «Cela n’empêche pas le problème. C'est laisser les choses se produire et ensuite vous mettre à l'abri. »C'est l'équivalent de démarrer une voiture après le décès de la batterie.
De plus, explique Fang, comme les scientifiques ne savent pas ce qui déclenche l'arythmie, il est difficile de prédire qui a besoin d'un défibrillateur. Prenons, par exemple, 100 patients qui ont tous un cœur faible. «Probablement seulement 10 vont mourir soudainement. Nous ne savons pas qui sont ces 10 personnes, alors nous donnons des défibrillateurs à toutes les 100 personnes », explique Fang. «C'est exagéré parce que 90 n'en ont même pas besoin. Mais je ne peux pas dire quels 10 vont mourir.
Voici où intervient le travail de Jain. Son équipe, qui étudie depuis longtemps une protéine connue sous le nom de KLF15, a découvert par hasard que la quantité de protéine dans la souris cycles du tissu cardiaque - allant de bas en haut et retour sur une période de 24 heures. Bien que Jain n’étudie pas spécifiquement l’électrophysiologie, il était conscient du lien entre l’horloge et la mort subite cardiaque, et il se demandait si sa protéine (qui avait été liée à certaines maladies cardiaques) pouvait jouer un rôle. L'équipe de Jain a découvert que les niveaux de KLF15 devraient être élevés pendant les transitions de nuit en jour, mais sont plutôt faibles chez les souris qui subissent une mort subite cardiaque - suggérant que leur cœur n'a pas assez de protéine pendant une période cruciale. Le KLF15 contrôle les niveaux d'une autre protéine qui affecte la circulation des ions dans et hors du cœur de la souris, ce qui signifie que les canaux ioniques suivent également un rythme circadien. Lorsque les chercheurs ont éliminé la présence de KLF15, «L’expression des canaux ioniques s’est atténuée et n’a pas oscillé», explique Jain. "Et ces animaux avaient une susceptibilité accrue aux arythmies ventriculaires et à la mort subite." L'étude a été publiée l'année dernière dans Nature.
Les observations de suivi, présentées à la réunion de l'ACS, confirment que l'oscillation de KLF15 et des canaux ioniques se produit dans les cellules cardiaques humaines. Ces découvertes "commencent à faire croire que cela est potentiellement important pour la biologie humaine et les maladies humaines ", dit Jain.
Jain pense que ses travaux moléculaires et d’autres études similaires pourraient déboucher sur des médicaments offrant une solution meilleure que la défibrillation. «Nous avons besoin d'un nouveau départ», dit-il. "Ce que nous faisons ne fonctionne pas." Mais il reste encore un long chemin à parcourir. Les futures études tenteront de trouver des molécules susceptibles d'augmenter les niveaux de KLF15, de rechercher d'autres molécules liées à l'horloge à l'œuvre dans le cœur et de rechercher des variants génétiques associés à la mort subite cardiaque.
