En modifiant un gène, les muscles deviennent deux fois plus forts

18 novembre 2011

En modifiant un gène, les muscles deviennent deux fois plus forts

Les scientifiques de Salk et leurs collaborateurs découvrent une nouvelle voie pour traiter la dégénérescence musculaire chez les personnes qui ne peuvent pas faire d'exercice

18 novembre 2011

LA JOLLA, CA — Une équipe internationale de scientifiques a créé des souris et des vers ultra-forts et très endurants en supprimant un inhibiteur naturel de la croissance musculaire, suggérant que des traitements contre la dégénérescence musculaire liée à l'âge ou à la génétique sont à portée de main.

Le projet était une collaboration entre des chercheurs du Salk Institute for Biological Studies et deux institutions suisses, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) et la Université de Lausanne.

Les scientifiques ont découvert qu'un minuscule inhibiteur pourrait être responsable de la force musculaire. En agissant sur un régulateur du génome (NCoR1), ils ont pu moduler l'activité de certains gènes, créant ainsi une souche de souris puissantes dont les muscles étaient deux fois plus puissants que ceux des souris normales.

« Il existe désormais des moyens de développer des médicaments pour les personnes qui ne peuvent pas faire d’exercice en raison de l’obésité ou d’autres complications de santé, telles que le diabète, l’immobilité et la fragilité », explique Ronald M. Evans, professeur à Salk Laboratoire d'expression génétique, qui a dirigé l'équipe Salk. « Nous pouvons désormais concevoir des réseaux génétiques spécifiques dans les muscles pour permettre aux souris sédentaires de bénéficier des bienfaits de l'exercice. »

Johan Auwerx, auteur principal de l'EPFL, explique que des molécules comme NCoR1 sont des freins moléculaires qui diminuent l'activité des gènes. Libérer ce frein par mutation ou à l'aide de substances chimiques peut réactiver les circuits génétiques afin de fournir plus d'énergie au muscle et d'améliorer son activité.

Dans un article paru la semaine dernière dans la revue CelluleLes chercheurs de Salk et leurs collaborateurs ont présenté les résultats d'expériences menées en parallèle sur des souris et des nématodes. En manipulant génétiquement la descendance de ces espèces, les chercheurs ont pu supprimer le gène NCoR1, qui agit normalement pour inhiber la formation de tissus musculaires.

En l'absence d'inhibiteur, le tissu musculaire s'est développé beaucoup plus efficacement. Les souris porteuses de la mutation sont devenues de véritables marathoniennes, capables de courir plus vite et plus longtemps sans montrer le moindre signe de fatigue. Elles ont même pu parcourir près de deux fois la distance parcourue par les souris n'ayant pas reçu le traitement. Elles ont également montré une meilleure tolérance au froid.

Contrairement aux expériences précédentes axées sur les « accélérateurs génétiques », ces travaux montrent que la suppression d'un inhibiteur est une nouvelle façon de développer la masse musculaire. L'examen au microscope a confirmé que les fibres musculaires des souris modifiées sont plus denses, les muscles plus massifs et les cellules du tissu contiennent un nombre plus élevé de mitochondries, organites cellulaires qui fournissent l'énergie aux muscles.

Des résultats similaires ont également été observés chez les vers nématodes, ce qui permet aux scientifiques de conclure que leurs résultats pourraient être applicables à une large gamme de créatures vivantes.

Les scientifiques n'ont pas encore détecté d'effets secondaires nocifs liés à l'élimination du récepteur NCoR1 des tissus musculaires et adipeux. Bien que les expériences aient impliqué des manipulations génétiques, les chercheurs étudient déjà des molécules médicamenteuses potentielles qui pourraient être utilisées pour réduire l'efficacité du récepteur.

Les chercheurs affirment que leurs résultats constituent une étape importante dans notre compréhension de certains mécanismes fondamentaux des organismes vivants, notamment le rôle peu étudié des corépresseurs – des molécules qui inhibent l'expression des gènes. De plus, ils laissent entrevoir de possibles applications thérapeutiques à long terme.

« Cela pourrait être utilisé pour lutter contre la faiblesse musculaire chez les personnes âgées, responsable de chutes et d'hospitalisations », explique Auwerx. « De plus, nous pensons que cela pourrait servir de base au développement d'un traitement contre la dystrophie musculaire génétique. »

Il a ajouté que si ces résultats sont confirmés chez l'homme, il ne fait aucun doute qu'ils susciteront l'intérêt des athlètes ainsi que des experts médicaux.

À propos du Salk Institute for Biological Studies :
Le Salk Institute for Biological Studies est l'un des principaux instituts de recherche fondamentale au monde. Des professeurs de renommée internationale y explorent des questions fondamentales des sciences de la vie dans un environnement unique, collaboratif et créatif. Axés à la fois sur la découverte et sur l'encadrement des futures générations de chercheurs, les scientifiques du Salk contribuent de manière révolutionnaire à notre compréhension du cancer, du vieillissement, de la maladie d'Alzheimer, du diabète et des maladies infectieuses en étudiant les neurosciences, la génétique, la biologie cellulaire et végétale, et les disciplines connexes.

Les réalisations de ses professeurs ont été récompensées par de nombreuses distinctions, dont des prix Nobel et des adhésions à l'Académie nationale des sciences. Fondé en 1960 par le Dr Jonas Salk, pionnier du vaccin contre la polio, l'Institut est une organisation indépendante à but non lucratif et un monument architectural.

Pour plus d’information :
Cellule
Auteurs : Hiroyasu Yamamoto ; Evan G. Williams ; Laurent Mouchiroud ; Carles Canto ; Fan de Weiwei; Michael Downes ; Christophe Héligon ; Accorder D Barish ; Béatrice Desvergne ; Ronald M. Evans ; Kristina Schoonjans; Johan Auwerx
NCoR1 est un modulateur physiologique conservé de la masse musculaire et de la fonction oxydative