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Fibrillation atriale : la structure des canaux sodiques décryptée

Des chercheurs ont découvert de nombreux détails sur les canaux sodiques, essentiels au bon fonctionnement du coeur. A terme, ces informations pourraient aider à mettre au point de meilleurs traitements pour la fibrillation auriculaire. 

Fibrillation atriale : la structure des canaux sodiques décryptée Maryna Ievdokimova/iStock

  • Publié le 01.01.2020 à 11h00
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La fibrillation atriale (FA) ou fibrillation auriculaire fibrillation atriale, est un trouble du rythme cardiaque qui se définit par une activité électrique anarchique et rapide du muscle des oreillettes (cavités supérieures du cœur) et se traduit par la contraction désordonnée et inefficace de ces dernières. Ce problème survient surtout chez les personnes âgées et souffrant d’une pathologie cardiaque ou d’hyperthyroïdie et peut entraîner de l’insuffisance cardiaque allant de la simple fatigue ou essoufflement à l’effort à la grave altération du muscle cardiaque. Pire encore, une mauvaise vidange des oreillettes en fibrillation et la stagnation du sang qui peut alors coaguler favorisent les risques d'un accident vasculaire cérébral (AVC). 

Aujourd’hui, une étude réalisée par l’Université de Washington (Etats-Unis) parue le 19 décembre dans Cell révèle de nombreux détails sur la fonction de minuscules protéines des canaux sodiques, essentielles à la génération de signaux électriques qui déclenchent chaque battement de cœur. A terme, ces informations pourraient permettre de meilleurs diagnostics et traitements pour la FA.  

Pour chaque battement de cœur, les ondes électriques traversent un cœur sain. La vitesse à laquelle l'impulsion se propage dans le tissu cardiaque varie en fonction des actions qui ont lieu au niveau moléculaire dans les minuscules pores protéiques présents dans les membranes des cellules cardiaques. Les ions de sodium, un type de particules chargées, passent par les canaux sodiques. L’activation et l’inactivation rapide de ces derniers, sous tension, permettent de maintenir un rythme cardiaque régulier. 

Le rôle majeur du canal NaV 1,5 

“Les canaux sodiques fonctionnent de concert avec les canaux calciques et potassiques pour faire battre le cœur à une fréquence constante pendant toute notre vie”, explique le professeur Ning Zheng, l’un des auteurs principaux de l’étude. “Le canal sodique cardiaque ne fait pas que déclencher le battement du cœur, les mutations qu'il subit provoquent également des arythmies mortelles, et les médicaments antiarythmiques agissent directement sur lui pour contrôler les rythmes cardiaques”, renchérit William Catterall, co-auteur de l’étude. 

Quand les canaux de sodium ne fonctionnent pas bien, le cœur peut avoir des problèmes, ce qui peut entraîner des contractions dangereusement rapides et désordonnées qui mettent la vie du patient en danger. Les chercheurs insistent notamment sur le rôle majeur du canal NaV (abréviation latine pour sodium, V pour tension) 1,5.

Dans leur étude, ils ont essayé de comprendre comment un médicament comme la flécaïnide, qui bloque les canaux sodiques du cœur, agit dans la forme prédominante de canaux sodiques que l’on trouve dans les cellules cardiaques. Ils ont réalisé une carte tridimensionnelle à haute résolution des canaux sodiques avec pour objectif d’explorer leurs caractéristiques structurelles et de relier leur configuration à leurs actions sur la fonction physiologique normale, le dysfonctionnement, les mutations de la maladie et la réaction aux médicaments antiarythmiques. 

Des informations chimiques indispensables

Au terme de leur expérience, ils ont en outre réussi à découvrir un aperçu structurel du mode d’activation de diverses mutations de l’arythmie. De nombreuses parties de la protéine du canal sodique peuvent être perturbées par des mutations. Ils ont également réussi à obtenir un aperçu chimique de la façon dont la flécaïnide cible la poche intérieure du canal ionique et bouche le pore central qui conduit les ions sodium. 

Ainsi, en obtenant des structures détaillées à haute résolution, les chercheurs ont pu élucider les bases moléculaires de plusieurs fonctions vitales spécifiques et fournir des informations chimiques indispensables pour concevoir et développer des médicaments antiarythmiques plus sûrs et plus efficaces.

“Notre structure cryoEM à haute résolution de ce canal sodique emblématique donne de nouvelles indications sur sa structure/fonction, révèle les mécanismes moléculaires de nombreuses arythmies héréditaires et élucide le site de liaison exact et le mode de blocage du médicament antiarythmique flécaïnide, qui est utilisé pour traiter la fibrillation auriculaire, un problème de plus en plus répandu dans notre population vieillissante, conclut M. Catterall en résumant les résultats.

Choc électrique et ablation de la FA

A l’heure actuelle, quand les symptômes de la FA persiste malgré les traitements, il arrive que les spécialistes proposent un choc électrique ou cardioversion. Concrètement, cette dernière “consiste à envoyer un courant de haute énergie au niveau de la poitrine de manière à pouvoir resynchroniser toutes les cellules cardiaques pour restaurer le rythme normal”, expliquait le docteur Xavier Waintraub, cardiologue à l’hôpital La Pitié-Salpêtrière à Paris, à Pourquoi Docteur dans un article sur le sujet.

“C’est un acte qui peut se faire à n’importe quel moment de l’histoire de la fibrillation atriale du patient. Cela peut être fait dans un premier temps chez une personne qui vient consulter la première fois pour une fibrillation atriale symptomatique ou cela peut être un malade qui, malheureusement va souffrir de fibrillation à nouveau après après une procédure d’ablation”, détaillait le cardiologue.   

L’ablation de fibrillation atriale connaît quant à elle un relativement bon taux de succès. Pour un patient qui faisait des crises brèves (moins de deux jours, schématiquement) et ne souffrait d’aucune maladie cardiaque sous-jacente, il est de l’ordre de 90% en une seule intervention.

Sans surprise, plus l’âge du patient avance, plus les taux de réussite diminuent. “Peut-être plus aux alentours de 60-70% (…). Cela augmente également les risque d’une anesthésie générale et d’une intervention sous anticoagulants, poursuit le cardiologue. C’est pour cela qu’il faut proposer le plus tôt possible cette ablation aux patients qui restent gênés malgré les traitements”, explique le docteur Guillaume Duthoit, cardiologue à La Pitié-Salpêtrière, à Pourquoi Docteur.

 

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