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Carte 3D du «cerveau» d’un cœur

Modèle 3D des neurones du cœur

Achanta et al. – iScience

Pour aider à résoudre ces problèmes, l’équipe a cartographié les emplacements de ces neurones dans le cœur d’un rat avec des détails 3D vifs. « En effet, ce que nous avons créé est la première feuille de route complète du système nerveux du cœur qui peut être référencée par d’autres chercheurs pour une série de questions sur la fonction, la physiologie et la connectivité des différents neurones du CII », a déclaré le co-auteur principal Raj Vadigepalli, PhD. « Le seul autre organe pour lequel une telle carte 3D détaillée à haute résolution existe est le cerveau. »

La création du modèle a nécessité deux approches parallèles. Dans l’une d’entre elles, l’équipe a utilisé un système appelé microscopie à balayage en lame de couteau pour créer 750 000 images pouvant être assemblées en un seul atlas 3D. Le deuxième pipeline a utilisé la «microdissection par capture laser» pour cartographier les neurones individuels et échantillonner leur expression génétique. Celles-ci ont ensuite été mises en contexte avec la carte créée à partir de la première approche. « Parce que cela n’a pas été fait auparavant, nous avons été en train de résoudre le problème au fur et à mesure », a déclaré la co-auteure Sirisha Achanta.

La carte 3D a montré que les neurones ICN sont situés en grappes au sommet du cœur où les veines et les artères se fixent. Cependant, il a confirmé qu’ils peuvent également être trouvés dans d’autres endroits proches du nœud sino-auriculaire. « Nous savons que le nœud auriculaire sino-auriculaire est important dans la création de la fréquence cardiaque ou du rythme », a déclaré le co-auteur Dr Jonathan Gorky. « Voir le regroupement des neurones autour de lui était quelque chose que nous avions toujours soupçonné mais que nous n’avions jamais su avec certitude. »

L’équipe a également découvert des différences spécifiques au sexe dans les structures neuronales, une découverte qui pourrait aider à expliquer les différences de maladie cardiaque entre les hommes et les femmes. L’équipe prévoit ensuite de cartographier le cœur d’un porc, qui est plus proche en anatomie qu’un humain.

Cependant, la recherche porte déjà ses fruits, car elle est utilisée par d’autres chercheurs qui apprennent à améliorer la fonction du cœur et d’autres organes. « Notre protocole utilise des matériaux et des techniques de laboratoire de tous les jours », a déclaré Achanta. « Il est hautement reproductible et est maintenant disponible pour d’autres systèmes d’organes pour cartographier non seulement les neurones, mais d’autres microstructures. »

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