Un nouveau type de stimulateur cardiaque pourrait changer la façon de traiter l’insuffisance cardiaque, en ajustant le rythme cardiaque en fonction de la respiration.

Si les stimulateurs cardiaques modernes se sont révélés être un outil médical inestimable et salvateur, la manière dont ils régulent le rythme du cœur diffère des battements variables de l’organe chez un individu sain. Les scientifiques voient un grand potentiel dans une technologie de stimulation cardiaque qui imite plus fidèlement ce rythme naturel et se préparent à tester un nouveau dispositif « révolutionnaire » à cet effet, après des essais concluants sur des animaux.

« Actuellement, tous les stimulateurs cardiaques rythment le cœur de façon métronomique, c’est-à-dire à un rythme très régulier », explique le professeur Julian Paton, chercheur principal à l’université d’Auckland. « Mais lorsque vous enregistrez la fréquence cardiaque chez un individu en bonne santé, vous constatez qu’elle est constamment en mouvement ».

L’équipe du professeur Paton a passé plus d’une décennie à développer ce qu’elle décrit comme un stimulateur cardiaque « bionique », un dispositif conçu pour répondre aux signaux du corps en temps réel. Cet implant surveillerait la respiration et modulerait le rythme cardiaque en conséquence, au lieu de le faire avancer à un rythme régulier.

« Si vous analysez les fréquences de votre rythme cardiaque, vous constatez qu’il est couplé à votre respiration », souligne Julian Paton. « Il augmente à l’inspiration et diminue à l’expiration, et c’est un phénomène naturel chez tous les animaux et les humains. Et nous parlons d’animaux très anciens qui étaient sur la planète il y a 430 millions d’années. »

Il y a douze ans, Julian Paton et un groupe de scientifiques ont commencé à explorer l’idée d’un nouveau type de stimulateur cardiaque qui pourrait traiter les patients souffrant d’insuffisance cardiaque, une condition dans laquelle le cœur ne peut pas pomper suffisamment de sang pour les besoins du corps. Cette maladie se caractérise par une perte de la variabilité naturelle du rythme cardiaque, et les stimulateurs cardiaques actuels, qui ne sont conçus que pour corriger différentes formes d’arythmie (battements cardiaques irréguliers), ne peuvent pas y remédier.

« Les personnes souffrant d’hypertension artérielle, d’insuffisance cardiaque, leur rythme cardiaque n’est pas modulé par leur respiration », assure Julian Paton. « Il peut l’être un peu, mais il est très, très déprimé, très supprimé. Nous avons décidé de rétablir la variabilité de la fréquence cardiaque chez les animaux souffrant d’insuffisance cardiaque et de voir si cela avait un effet positif. »

Le dispositif de stimulation bionique, baptisé Cysoni, est conçu pour rétablir la variabilité de la fréquence cardiaque, également appelée arythmie respiratoire sinusale, dans les cœurs défaillants. Pour ce faire, il surveille les poumons et lit les signaux électriques générés par le corps lors de l’inspiration et de l’expiration, et utilise des impulsions soigneusement synchronisées pour accélérer et ralentir le cœur en conséquence.

« Le stimulateur cardiaque est presque comme un appareil bionique », explique le professeur Paton. « Il comprend les signaux du corps qui lui indiquent quand nous inspirons et quand nous expirons. L’appareil doit ensuite communiquer avec le corps et accélérer le rythme cardiaque pendant l’inspiration et le ralentir pendant l’expiration. »

Après avoir obtenu des résultats positifs chez le rat, les scientifiques ont étudié les performances du dispositif chez le mouton et pensent avoir trouvé un moyen d’inverser l’insuffisance cardiaque. Des médicaments sont disponibles pour améliorer le bien-être de ces personnes, mais la réparation des tissus endommagés qui altèrent la fonction cardiaque s’est avérée jusqu’à présent hors de portée de la médecine moderne.

« Actuellement, les stimulateurs cardiaques déclenchent un battement régulier métronomique, mais cette étude montre que l’introduction d’une variation naturelle du rythme cardiaque améliore la capacité du cœur à pomper le sang dans le corps », a déclaré le Dr Rohit Ramchandra, auteur de l’étude. « L’autre grande nouvelle est que nous obtenons une amélioration de 20 % du débit cardiaque, qui est en fait la capacité du cœur à pomper le sang dans le corps. Et 20 %, c’est un chiffre important ».

Les scientifiques sont prêts à passer aux essais sur l’homme et recrutent actuellement des patients, le coup d’envoi de l’essai devant être donné plus tard cette année en Nouvelle-Zélande.

« Nous constatons généralement des améliorations de la fonction cardiaque avec les stimulateurs cardiaques actuels, mais ce stimulateur bionique a largement dépassé nos attentes », a déclaré le Dr Martin Stiles, cardiologue à l’hôpital Waikato, qui dirigera l’essai. « Cette découverte pourrait révolutionner la façon dont les patients souffrant d’insuffisance cardiaque seront stimulés à l’avenir ».

https://link.springer.com/article/10.1007/s00395-022-00911-0

https://www.auckland.ac.nz/en/news/2022/02/02/-bionic–pacemaker-achieves-impressive-results.html