En ce Mois du cœur, le laboratoire du chercheur Rubén Marín Juez dévoile le premier atlas complet du développement des vaisseaux coronaires chez le poisson‑zèbre. Porté par l’étudiant Muhammad Abdul Rouf, ce travail d’envergure retrace, avec une résolution cellulaire inédite, la manière dont les vaisseaux se forment et interagissent avec le muscle cardiaque — couronnant plusieurs années d’analyses minutieuses.
Une architecture révélée
Publiée dans Development, l’étude combine l’imagerie 3D et des lignées génétiques de poissons‑zèbres afin de déterminer où, quand et comment les vaisseaux coronaires s’installent et guident la maturation des cellules du muscle cardiaque. « Pendant longtemps, les vaisseaux étaient vus comme de simples conduits qui transportent le sang.
Aujourd’hui, nous démontrons qu’ils orchestrent la croissance du muscle cardiaque et ce, dès les premières étapes de la formation du cœur », souligne Rubén Marín Juez, chercheur au Centre de recherche Azrieli du CHU Sainte‑Justine et professeur à l’Université de Montréal.
Cette idée trouve son origine dans les travaux sur la régénération cardiaque menés par le laboratoire : chez le poisson‑zèbre adulte, les vaisseaux coronaires constituent un véritable échafaudage permettant la reconstruction du muscle après une lésion. Cette observation a amené l’équipe à remonter aux sources du développement embryonnaire pour comprendre comment ces interactions ont lieu dès le début de la vie.
Image 1 : Cette vue du ventricule du poisson zèbre révèle l’apparition des futurs vaisseaux coronaires, rendus visibles grâce au croisement entre deux lignées transgéniques fluorescentes : une lignée marque les cellules endothéliales coronaires et précurseures (en vert) et l'autre lignée marque les artères en développement (en rouge).
Image 2 : Grâce à différents marqueurs fluorescents, on peut voir simultanément les vaisseaux coronaires naissants, les cardiomyocytes et les cellules proliférantes, illustrant la croissance synchronisée du réseau vasculaire et du muscle cardiaque.
Image 3 : Cette vue met en évidence la progression parallèle des vaisseaux coronaires et du tissu musculaire cardiaque, chacun marqué par une couleur fluorescente distincte qui permet de suivre leur maturation conjointe.
© Gracieuseté - Laboratoire du chercheur Rubén Marín Juez
Une fenêtre unique sur le cœur en formation
Modèle de choix en biologie du développement, le poisson‑zèbre permet d’observer un cœur fonctionnel à peine 24 heures après la fécondation. Avec un accès direct aux embryons et larves de poisson, et un marquage des cellules facilité par leur transparence naturelle, l’équipe est en mesure d’observer des structures qui sont invisibles chez le mammifère à ce stade de vie.
En analysant le développement vasculaire micromètre par micromètre, dès une taille corporelle de 7 mm, l’équipe a produit des images 3D d’une précision remarquable. Cette approche a permis de suivre la formation du réseau coronaire : émergence des premières pousses vasculaires, ancrage, croissance, ramification et maturation en un réseau pleinement fonctionnel.
La comparaison avec entre les différents modèles de poisson‑zèbre a aussi révélé le moment exact où le développement se dérègle, mettant en évidence les défauts qui apparaissent lorsqu’un gène clé est altéré.
En parallèle, l’équipe a réalisé un séquençage de l’ARN sur plus de 37 000 cellules, permettant d’identifier divers types cellulaires impliqués, ainsi que de nouveaux marqueurs et signatures moléculaires associés aux étapes clés du développement coronaire. Cet atlas offre ainsi un portrait complet, à la fois anatomique et génomique, de la mise en place du réseau coronaire.
Une ressource pour comprendre les maladies cardiaques pédiatriques
Au-delà des avancées fondamentales, cet atlas ouvre la voie à une meilleure compréhension de plusieurs cardiopathies congénitales. De plus en plus d’indices suggèrent qu’un réseau coronaire insuffisant ou désorganisé, très tôt dans le développement, peut compromettre la formation normale du cœur. En cartographiant ces étapes avec une telle finesse, l’étude permet désormais d’explorer ces hypothèses avec une précision inégalée.
Chez des espèces capables de régénérer leur cœur, comme le poisson‑zèbre, plusieurs programmes du développement sont réactivés après une lésion. Comprendre ces mécanismes dès le stade embryonnaire pourrait donc inspirer de futures approches thérapeutiques, notamment en pédiatrie.
En combinant imagerie de pointe, génétique et analyses unicellulaires, cette étude illustre la force du partenariat entre équipes scientifiques et plateformes technologiques : une collaboration qui transforme notre compréhension du cœur dès ses tout premiers battements.
À gauche, Muhammad Abdul Rouf et à droite, Rubén Marín Juez. © CHU Sainte-Justine (Véronique Lavoie)