Le diabète chez les femmes enceintes affecte la santé des bébés

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Des taux élevés de glucose empêchent les cellules cardiaques de mûrir normalement.

Les chercheurs du Eli and Edythe Broad Center of Regenerative Medicine and Stem Cell Research de l’UCLA ont découvert comment des taux de glucose élevés – qu’ils soient causés par le diabète ou d’autres facteurs – empêchent les cellules cardiaques de mûrir normalement.
Leurs conclusions aident à expliquer pourquoi les bébés nés de femmes atteintes de diabète sont plus susceptibles de développer une cardiopathie congénitale.

L’étude, qui a été menée par Atsushi Austin Nakano, professeur associé de biologie moléculaire, cellulaire et développementale de l’UCLA et membre du Broad Stem Cell Research Center, a été publiée aujourd’hui dans la revue eLife.

Lorsque les cellules cardiaques en développement sont exposées à des niveaux élevés de glucose, les chercheurs ont constaté que les cellules génèrent plus de blocs de construction de l’ADN que d’habitude, ce qui conduit les cellules à continuer à se reproduire plutôt que de mûrir.

« L’hyperglycémie n’est pas seulement malsaine pour les adultes, mais aussi pour les fœtus en développement « 

a dit M. Nakano.

« Comprendre le mécanisme par lequel l’hyperglycémie cause des maladies chez le fœtus peut éventuellement mener à de nouvelles thérapies ».

 

Un facteur génétique ?

Bien que la génétique joue un rôle important dans le développement des maladies cardiaques congénitales, le principal facteur de risque non génétique de la maladie est une mère atteinte de diabète pendant la grossesse. Les bébés nés de femmes ayant des taux élevés de glucose dans le sang pendant la grossesse sont deux à cinq fois plus susceptibles de développer le trouble que les autres bébés. Cependant, les chercheurs n’ont jamais été en mesure de définir avec précision l’effet du glucose sur le fœtus en développement.

Nakano et ses collègues ont utilisé des cellules souches embryonnaires humaines pour faire croître des cellules du muscle cardiaque, ou cardiomyocytes, en laboratoire, puis les ont exposées à divers niveaux de glucose. Les cellules qui ont été exposées à de petites quantités de glucose ont mûri normalement. Mais les cardiomyocytes qui avaient été mélangés à des niveaux élevés de glucose ont mûri tardivement ou n’ont pas atteint leur pleine maturité, et ont plutôt généré plus de cellules immatures.

Les cellules cardiaques humaines cultivées à partir de cellules souches montrent des fibres musculaires moins robustes en présence de niveaux élevés de glucose que lorsque les niveaux de glucose étaient plus bas.

Le Glucose en cause

Les chercheurs ont découvert que, lorsqu’ils étaient exposés à un supplément de glucose, les cardiomyocytes ont suractivé la voie du phosphate pentose – un processus cellulaire qui, entre autres choses, génère des nucléotides, les éléments constitutifs de l’ADN. Dans les cellules présentant des taux de glucose élevés, la voie du phosphate pentose a produit plus de nucléotides que d’habitude. Les scientifiques ont montré que l’excès de blocs de construction empêchait les cellules de mûrir.
On pense généralement qu’une meilleure nutrition est meilleure pour les cellules, mais ici nous voyons exactement le contraire », a dit M. Nakano. En appauvrissant le glucose au bon moment du développement, nous pouvons limiter la prolifération des cellules, ce qui les incite à mûrir et renforce le muscle cardiaque ».

Des recherches encore en cours

Le groupe de Nakano a observé la même chose au travail chez des souris enceintes atteintes de diabète : Les cellules cardiaques des fœtus se sont divisées rapidement mais ont mûri lentement.
M. Nakano a déclaré que cette découverte pourrait mener à de meilleures méthodes de fabrication de cardiomyocytes à partir de cellules souches. Aujourd’hui, la plupart des protocoles de production de cardiomyocytes en laboratoire mènent à des cellules immatures, mais le ciblage de la voie du phosphate pentose pourrait aider à produire des cellules plus matures pour régénérer les cellules cardiaques ou à des fins de recherche.

La cardiopathie congénitale touche près d’un enfant sur 100 , ce qui en fait l’anomalie congénitale la plus fréquente. La gravité des symptômes qu’il provoque varie, allant d’un muscle cardiaque légèrement affaibli et aucun symptôme à des déformations cardiaques graves qui nécessitent une intervention chirurgicale.

La voie du phosphate pentose comme cible pour la maturation cardiaque est couverte par une demande de brevet provisoire déposée par le UCLA Technology Development Group au nom de l’Université de Californie Regents, avec Austin Nakano et Haruko Nakano, un chercheur adjoint de l’UCLA, comme inventeurs.

La recherche a été soutenue par des subventions de la Fondation Oppenheimer, des National Institutes of Health, du National Center for Research Resources et du Chinese Scholarship Council of Chemistry and Chemical Engineering, ainsi que par le Center for Duchenne Muscular Dystrophy à l’UCLA et le Broad Stem Cell Research Center.

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