Rebooster les cellules souches musculaires pour traiter la dystrophie musculaire et le vieillissement musculaire, c’est la stratégie cellulaire innovante proposée par cette équipe du Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute (Orlando) qui décrypte un peu plus les signaux qui induisent les cellules souches musculaires à entrer en action pour promouvoir la croissance musculaire.
La fonte musculaire se produit dans le cadre du processus naturel de vieillissement, appelé sarcopénie, ou en raison de maladies génétiques telles que la dystrophie musculaire. La sarcopénie touche près de 10% des adultes de plus de 50 ans et près de la moitié des 80 ans. Cette maladie entraîne une perte d'autonomie et contribue aux chutes, l'une des principales causes de décès accidentel chez les personnes de 65 ans et plus.
Les dystrophies musculaires sont un groupe de plus de 30 maladies génétiques caractérisées par une faiblesse et une dégénérescence musculaires progressives. Un remède n'existe pas.
Or, dans nos muscles se trouvent des cellules souches, des moteurs invisibles qui stimulent la croissance et la réparation des tissus. Comprendre la cascade d’événements moléculaires qui permet aux cellules souches musculaires de s'auto-renouveler ou de se différencier, suggère de nouvelles stratégies pour promouvoir la croissance musculaire. Jusque-là, ces mécanismes restaient mal compris.
Ces scientifiques de Floride décryptent une voie de signalisation moléculaire impliquant les protéines Stat3 et Fam3a, qui régit la manière dont les cellules souches musculaires décident de s'auto-renouveler ou de se différencier. Cette découverte va, selon les auteurs, conduire à des thérapies permettant de booster les muscles en cas de dystrophie musculaire ou de perte musculaire liée à l’âge (sarcopénie).
Prévenir l’épuisement des cellules souches musculaires : « Les cellules souches musculaires peuvent en effet s'épuiser en tentant de régénérer les tissus au cours du processus de vieillissement naturel ou en raison d'une maladie musculaire chronique », explique l’auteur principal, le Dr Alessandra Sacco, professeur au Sanford Burnham Prebys : « Notre étude identifie des cibles médicamenteuses prometteuses qui poussent les cellules souches musculaires à prendre la bonne décision et à stimuler la réparation musculaire ». Des cibles qui peuvent donc contribuer à la régénération des tissus musculaires et au maintien de la fonction musculaire dans des conditions chroniques telles que la dystrophie musculaire et le vieillissement.
Les cellules souches musculaires choisissent entre 2 destins :
- La différentiation en cellules musculaires adultes,
- Un renouvellement permettant de reconstituer la population de cellules souches.
Les preuves montrent que la respiration mitochondriale (respiration cellulaire) est un commutateur clé qui pousse les cellules souches musculaires à se différencier -, au lieu de s'auto-renouveler- car le processus est à forte intensité énergétique.
2 protéines cibles clés, Stat3 et Fam3a : les scientifiques montrent ici sur des modèles murins qu’une protéine, Stat3, favorise la respiration mitochondriale. Stat3 régule de nombreux processus cellulaires, mais les scientifiques identifient les gènes exprimés lors de la croissance musculaire pour trouver des protéines supplémentaires régulées par Stat3 qui pourraient « servir » de cibles plus spécifiques. Ils identifient ainsi la protéine Fam3a, sécrétée par les cellules musculaires lors de la réparation musculaire, au rôle également clé dans la croissance musculaire : chez des souris (et sur des lignées cellulaires) dépourvues de Fam3a, la différenciation des cellules souches musculaires et la croissance musculaire sont stoppées. Mais le traitement par Fam3a restaure la respiration des mitochondries et relance la différenciation des cellules souches en cellules souches musculaires.
« Alors que le nombre de personnes âgées de plus de 65 ans augmente en raison du vieillissement des populations, il est primordial de pouvoir maintenir la santé musculaire avec l’âge, afin de prolonger la durée de vie en bonne santé. La capacité d'améliorer et de maintenir la fonction des tissus musculaires peut aider davantage de personnes âgées à poursuivre une vie active et autonome. Nous avons là des résultats permettant des applications cliniques contre la perte et la dystrophie musculaires ».
Source: Nature Communications 17 April 2019 DOI is 10.1038/s41467-019-09746-1 The Stat3-Fam3a axis promotes muscle stem cell myogenic lineage progression by inducing mitochondrial respiration
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