Ils découvrent pourquoi le coronavirus peut provoquer une arythmie et comment il peut être inversé

Le coronavirus peut infecter des cellules spécialisées qui maintiennent le rythme cardiaque. Leur modification peut déclencher un processus d'autodestruction au sein des cellules et générer des arythmies, selon une étude préclinique codirigée par des chercheurs de Weill Cornell Medicine, NewYork-Presbyterian et de la NYU Grossman School of Medicine. Les résultats offrent une explication possible aux arythmies cardiaques fréquemment observées chez les patients infectés par le SARS-CoV-2.

L'étude a été publiée dans la revue spécialisée Circulation Research de l'American Heart Association. Les chercheurs ont utilisé un modèle animal et des cellules humaines dérivées de cellules souches pour démontrer que le coronavirus SARS-CoV-2 peut facilement infecter les cellules qui sont le stimulateur cardiaque naturel et constituent ce que l'on appelle le « nœud sinusal ou sino-auriculaire ».

Il s'agit d'un groupe de cellules spécialisées, situées dans la partie supérieure de l'oreillette droite, qui produisent des impulsions électriques qui se propagent à travers le cœur jusqu'à atteindre le muscle ventriculaire et stimuler la contraction du cœur. Cet organe du corps humain pompe près de 5 litres de sang par minute dans le corps. Même au repos, le cœur bat (se dilate et se contracte) entre 60 et 80 fois par minute.

On sait que chez certaines personnes, les arythmies sont une anomalie congénitale, c'est-à-dire qu'elles naissent avec ce problème. Certaines maladies, l'hypertension artérielle et l'hémochromatose (accumulation de fer dans le corps) peuvent contribuer aux arythmies. De plus, le stress, la caféine, le tabac, l'alcool et certains médicaments en vente libre contre la toux et le rhume peuvent affecter le rythme naturel du rythme cardiaque.

La nouvelle recherche a été développée par des scientifiques de l'institution de médecine Weill Cornell aux États-Unis. Les résultats ont émerveillé les experts. « Il s'agit d'une vulnérabilité surprenante et apparemment unique de ces cellules : nous avons étudié d'autres types de cellules humaines pouvant être infectées par le coronavirus SARS-CoV-2, y compris les cellules du muscle cardiaque, mais nous n'avons trouvé que des signes de ferroptose dans les cellules du stimulateur cardiaque », explique-t-il le Dr. Shuibing Chen, co-auteur de l'étude et professeur de biologie chimique en chirurgie et de biologie chimique en biochimie à Weill Cornell Medicine.

Ce qu'ils ont découvert, c'est que si une personne attrape le coronavirus et développe l'infection, cela peut déclencher un processus appelé « ferroptose », dans lequel les cellules s'auto- -destructent mais ils produisent également des molécules d'oxygène réactives qui peuvent affecter les cellules voisines.

Des cas d'arythmie, y compris des rythmes cardiaques trop rapides (tachycardie) et trop lents (bradycardie), ont déjà été observés chez de nombreux patients atteints de la COVID-19, et de nombreuses études ont établi un lien entre ces rythmes anormaux et une aggravation des résultats liés à la COVID-19. Cependant, il n'était pas clair comment une infection à coronavirus pouvait provoquer ces arythmies.

Dans la nouvelle étude, des chercheurs, dont le Dr Benjamin TenoEver, qui fait partie de la Grossman School of Medicine de l'Université de New York, ont examiné des hamsters dorés - l'un des seuls animaux de laboratoire à développer de manière fiable des signes de type COVID 19 en raison du coronavirus. Ils ont trouvé des preuves que, suite à une exposition nasale, le virus peut infecter les cellules du stimulateur cardiaque naturel, connu sous le nom de nœud sino-auriculaire.

Pour étudier les effets du coronavirus sur les cellules du stimulateur cardiaque plus en détail et avec des cellules humaines, les chercheurs ont utilisé des techniques avancées de cellules souches pour induire la maturation des cellules souches embryonnaires humaines en cellules similaires à celles du nœud sino-auriculaire.

Ils ont démontré que ces cellules stimulatrices humaines induites expriment le récepteur ACE2 et d'autres facteurs que le coronavirus utilise pour pénétrer dans les cellules et sont facilement infectées. Les chercheurs ont également observé une forte augmentation de l'activité des gènes immunitaires inflammatoires dans les cellules infectées.

Cependant, la découverte la plus surprenante de l'équipe était que les cellules du stimulateur cardiaque, en réponse au stress de l'infection, présentaient des signes évidents d'un processus d'autodestruction cellulaire appelé « ferroptose ». Ce processus implique l'accumulation de fer et la production effrénée de molécules d'oxygène réactives qui détruisent les cellules. Les scientifiques ont réussi à inverser ces signes dans les cellules à l'aide de composés connus pour lier le fer et inhiber la ferroptose.

« Cette découverte suggère que certaines des arythmies cardiaques détectées chez les patients atteints de COVID-19 pourraient être causées par des lésions du nœud sino-auriculaire causées par la ferroptose », explique le Dr Robert Schwartz, co-auteur de l'étude, professeur agrégé de médecine à la Division de gastroentérologie et d'hépatologie de Weill Cornell Medicine et hépatologue au NewYork-Presbyterian/Weill Cornell Medical Center.

Bien qu'en principe, les patients atteints de COVID-19 puissent être traités avec des inhibiteurs de la ferroptose spécifiquement pour protéger les cellules du nœud sino-auriculaire, des médicaments antiviraux qui bloquent les effets de l'infection sur tous les types de cellules seraient préférables, ont déclaré les chercheurs. Les chercheurs prévoient de continuer à utiliser leurs modèles cellulaires et animaux pour étudier les dommages aux ganglions sino-auriculaires causés par la COVID-19.

« Il existe d'autres syndromes d'arythmie sino-auriculaire chez l'homme que nous pourrions modéliser avec notre plateforme », a déclaré le Dr Todd Evans, un autre coauteur de l'étude, professeur de chirurgie Peter I. Pressman et doyen associé de la recherche à Weill Cornell Medicine. « Et bien que les médecins puissent désormais utiliser un stimulateur cardiaque électronique artificiel pour remplacer la fonction d'un nœud sino-auriculaire endommagé, il est possible d'utiliser des cellules sino-auriculaires comme celles que nous avons développées comme traitement alternatif par stimulateur cardiaque à base de cellules. »

Consulté par Infobae, le cardiologue Mario Boskis, de la Société argentine de cardiologie, a commenté : « La nouvelle étude menée aux États-Unis nous aide à comprendre un peu plus la capacité du coronavirus à générer des arythmies. En infectant le nœud sinusal, le centre « générateur » de notre rythme cardiaque, le coronavirus pourrait être responsable de dommages importants à son architecture cellulaire. Cela entraîne une diminution de la fréquence cardiaque ou une bradycardie. »

En ce qui concerne les traitements possibles, le Dr Boskis a déclaré : « Si l'arythmie est très sévère, le traitement consiste à implanter un stimulateur cardiaque. L'utilisation de médicaments tels que la déféroxamine ou l'imatinib a démontré dans cette étude sur des cultures cellulaires qu'ils pouvaient avoir un effet protecteur sur le nœud sino-auriculaire, mais il reste à démontrer si cet effet est vrai chez les patients. Pour l'instant, une attention particulière doit être portée chez les patients atteints de Covid, à la génération d'arythmies pouvant être potentiellement malignes, par exemple dans les cas qui déclenchent une myocardite inflammatoire ».

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