L’optogénétique, une option pour prévenir les arythmies ventriculaires

Il est bien établi que système sympathique cardiaque et notamment le ganglion stellaire gauche (GSG) joue un rôle prééminent dans la modulation de l’électrophysiologie des troubles du rythme ventriculaire. D’ailleurs, la dénervation sympathique cardiaque gauche a été utilisée pour traiter les arythmies ventriculaires potentiellement létales, telles celles rencontrées au décours d’un infarctus du myocarde ou d’un orage électrique, au cours des syndromes du QT long ou de tachycardies ventriculaires polymorphes catécholergiques.

L’optogénétique est une nouvelle technologie visant à réguler, de façon réversible, l’activité des neurones ciblés par la procédure.Cette technique est largement pratiquée en neurosciences pour réduire au silence ou, au contraire, accroître l’activité de neurones ciblés génétiquement. Ainsi, quand le gène ArchT, qui est une opsine*inhibitrice sensible à la lumière, est génétiquement exprimé dans des cellules ciblées, puis activé par un éclairage de longueur d’onde appropriée, il induit des courants hyperpolarisants qui réduisent au silence ces cellules.

Étude expérimentale sur des beagles

Yu et coll. ont tenté de déterminer si l’éradication de l’action du GSG par optogénétique pouvait protéger contre les arythmies ventriculaires induites par une ischémie myocardique. Dans cette nouvelle approche optogénétique, un adénovirus associé a été utilisé comme vecteur du gène ArchT et transfecté dans les neurones du GSG.

L’étude a porté sur 20 chiens beagles males qui ont été assignés par randomisation au groupe optogénétique (n = 10, qui recevait une micro injection d’ArchT dans le GSG) ou au groupe contrôle (n = 10, qui n’en recevait pas). L’ischémie myocardique a été provoquée par une ligature de l’artère interventriculaire antérieure. Les arythmies ventriculaires ont été analysées par un enregistrement ECG d’une heure.

Quatre semaines après l’injection virale, on a implanté dans la paroi thoracique des chiens, tout près du GSG, une lampe diode de 2 cm capable de s’allumer et d’émettre une luminescence après avoir été connectée à un système monochromatique externe.

Un certain nombre de paramètres ont alors été mesurés en l’absence ou en la présence de la luminescence émise par la lampe diode, à savoir : activité neuronale (évaluée par une micro-électrode implantée dans le GSG), variabilité de la fréquence cardiaque, durée du potentiel d’action ventriculaire, durée de la période réfractaire effective.

Inhibition réversible de l’activité nerveuse du ganglion stellaire gauche

ArchT a été exprimé avec succès chez tous les chiens qui l’avaient reçu.

L’éclairage transitoire de la diode a supprimé significativement (mais seulement dans le groupe optogénétique), la fonction et l’activité nerveuse du GSG, ce qui a atténué la variabilité de la fréquence cardiaque et l’allongement de la période réfractaire effective du ventricule gauche. Un éclairage de 30 minutes a augmenté encore davantage ces modifications dans le groupe optogénétique.

Il est Important de noter que toutes les modifications de ces paramètres sont revenues à l’état basal dans les deux heures qui ont suivi l’arrêt de l’éclairage qui n’a supprimé significativement les arythmies ventriculaires induites par l’ischémie myocardique que dans le groupe optogénétique.

Cette étude expérimentale montre que la modulation optogénétique peut inhiber de façon réversible l’activité nerveuse de GSG, augmentant, de ce fait, la stabilité électrophysiologique donc la protection contre la survenue d’arythmies ventriculaires induites par l’ischémie myocardique.

*Pour mémoire, les opsines forment une famille de protéines capables de réagir à l'énergie lumineuse grâce à leur liaison avec un chromophore particulier, le rétinal ou un de ses dérivés.


Dr Robert Haïat

Référence
Yu L et coll. : Optogenetic Modulation of Cardiac Sympathetic Nerve Activity to Prevent Ventricular Arrhythmias. J Am CollCardiol 2017;70:2778–90.

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