Une nouvelle étude montre comment stimuler la régénération musculaire et reconstruire les tissus

Une nouvelle étude montre comment stimuler la régénération musculaire et reconstruire les tissus

Les recherches de Salk révèlent des indices sur les changements moléculaires sous-jacents à la perte musculaire liée au vieillissement

LA JOLLA — L'un des nombreux effets du vieillissement est la perte de masse musculaire, qui contribue au handicap chez les personnes âgées. Pour contrer cette perte, les scientifiques du Salk Institute étudient des moyens d'accélérer la régénération du tissu musculaire, grâce à une combinaison de composés moléculaires couramment utilisés dans la recherche sur les cellules souches.

Dans une étude publiée le 25 mai 2021 dans Communications NatureLes chercheurs ont montré que l'utilisation de ces composés augmentait la régénération des cellules musculaires chez la souris en activant les précurseurs des cellules musculaires, appelés progéniteurs myogéniques. Bien que des travaux supplémentaires soient nécessaires avant que cette approche puisse être appliquée à l'homme, ces recherches apportent un éclairage sur les mécanismes sous-jacents liés à la régénération et à la croissance musculaires et pourraient un jour aider les athlètes et les personnes âgées à régénérer leurs tissus plus efficacement.

« La perte de ces progéniteurs a été liée à la dégénérescence musculaire liée à l’âge », explique le professeur Salk Juan Carlos Izpisua Belmonte, auteur principal de l'article. « Notre étude révèle des facteurs spécifiques capables d'accélérer la régénération musculaire, ainsi que le mécanisme par lequel cela se produit. »

Les composés utilisés dans l'étude sont souvent appelés facteurs de Yamanaka, du nom du scientifique japonais qui les a découverts. Les facteurs de Yamanaka sont une combinaison de protéines (appelées facteurs de transcription) qui contrôlent la manière dont l'ADN est copié pour être traduit en d'autres protéines. En laboratoire, ils sont utilisés pour convertir des cellules spécialisées, comme les cellules cutanées, en cellules de type cellules souches, pluripotentes, ce qui signifie qu'elles ont la capacité de se transformer en différents types de cellules.

« Notre laboratoire a déjà montré que ces facteurs peuvent rajeunir les cellules et favoriser la régénération tissulaire chez les animaux vivants », explique Chao Wang, auteur principal et chercheur postdoctoral au laboratoire d'Izpisua Belmonte. « Mais le mécanisme de ce phénomène était jusqu'alors inconnu. »

La régénération musculaire est assurée par les cellules souches musculaires, également appelées cellules satellites. Ces cellules sont situées dans une niche entre une couche de tissu conjonctif (lame basale) et les fibres musculaires (myofibres). Dans cette étude, l'équipe a utilisé deux modèles murins différents pour identifier les modifications spécifiques aux cellules souches musculaires ou à la niche musculaire suite à l'ajout de facteurs de Yamanaka. Elle s'est concentrée sur des souris plus jeunes afin d'étudier les effets des facteurs indépendamment de l'âge.

Dans le modèle spécifique aux myofibres, ils ont constaté que l'ajout de facteurs de Yamanaka accélérait la régénération musculaire chez la souris en réduisant les niveaux d'une protéine appelée Wnt4 dans la niche, ce qui activait à son tour les cellules satellites. En revanche, dans le modèle spécifique aux cellules satellites, les facteurs de Yamanaka n'activaient pas les cellules satellites et n'amélioraient pas la régénération musculaire, ce qui suggère que Wnt4 joue un rôle essentiel dans la régénération musculaire.

Selon Izpisua Belmonte, titulaire de la chaire Roger Guillemin, les observations de cette étude pourraient éventuellement conduire à de nouveaux traitements en ciblant Wnt4.

« Notre laboratoire a récemment développé de nouvelles technologies d'édition génétique qui pourraient être utilisées pour accélérer la récupération musculaire après une blessure et améliorer la fonction musculaire », explique-t-il. « Nous pourrions potentiellement utiliser cette technologie pour réduire directement les niveaux de Wnt4 dans le muscle squelettique ou pour bloquer la communication entre Wnt4 et les cellules souches musculaires. »

Les chercheurs étudient également d'autres moyens de rajeunir les cellules, notamment l'utilisation de l'ARNm et du génie génétique. Ces techniques pourraient à terme déboucher sur de nouvelles approches pour stimuler la régénération des tissus et des organes.

Parmi les autres auteurs figuraient : Ruben Rabadan Ros, Paloma Martinez Redondo, Zaijun Ma, Lei Shi, Yuan Xue, Isabel Guillen-Guillen, Ling Huang, Tomoaki Hishida, Hsin-Kai Liao, Concepcion Rodriguez Esteban et Pradeep Reddy de Salk ; Estrella Nuñez Delicado de l'Université catholique San Antonio de Murcia en Espagne ; et Pedro Guillen Garcia de la Clinica CEMTRO en Espagne.

Le travail a été financé par NIH-NCI CCSG : P30 014195, le Helmsley Trust, la Fundacion Ramon Areces, l'Asociación de Futbolistas Españoles (AFE), la Fundacion Pedro Guillen, l'Universidad Católica San Antonio de Murcia (UCAM), la Fondation Moxie et le CIRM (GC1R-06673-B).

DOI: 10.1038 / s41467-021-23353-z