Transplantation de cellules souches musculaires - Une cure de jouvence pour les muscles

Transplantation de cellules souches musculaires
Une cure de jouvence pour les muscles

Des chercheurs ont découvert avec surprise qu'une transplantation de cellules souches musculaires dans le muscle déjeunes souris est capable de prévenir ultérieurement l'atrophie et la faiblesse de ce muscle normalement liée au vieillissement; il suffit pour cela que les quelques cellules satellites greffées soient associées à une myofibre et que la greffe soit couplée à une lésion induite du muscle hôte. Cela en trouve la perspective d'approches thérapeutiques pour la réparation de lésions musculaires, le traitement de maladies musculaires dégénératives et la fonte musculaire liée à l'âge.

LE MUSCLE SQUELETTIQUE est un tissu dynamique, s'adaptant aux besoins de l'environnement, et capable d'une grande régénération.
On attribue ces qualités aux cellules souches musculaires, dites cellules satellites car elles sont situées entre la membrane basale et la myofibre, à côté des capillaires.
Toutefois, le vieillissement s'accompagne d'une diminution de la masse et de la fonction musculaire, avec baisse de la capacité de régénération. Si les mécanismes responsables de ce déclin sont incertains, on pense que la baisse de la capacité du muscle à se régénérer résulte d'un environnement inhibant la fonction des cellules satellites.

Une étude, publiée dans « Science Translational Medicine », démontre que l'environnement âgé inhibiteur peut être modifié de façon permanente tout en transplantant des cellules satellites associées à une myofibre dans un muscle de jeunes souris. La transplantation est couplée à une lésion du muscle hôte induite expérimentalement (par BaC12 ou cardiotoxine), afin de créer un environnement systémique favorisant la prolifération et la prise de greffe des cellules satellites. 

Augmentation de la masse et de la taille. Après injection des cellules souches dans le muscle tibial antérieur de jeunes souris, les chercheurs ont constaté que, non seulement les cellules souches réparent le muscle endommagé, mais elles provoquent de plus une augmentation de la masse (de 50 0Zo) et de la taille (de 170 96) du muscle, qui est visible deux mois après la transplantation et qui persiste de façon surprenante pendant toute la vie de la souris, soit deux ans environ (comparé au muscle controlatéral). Cet effet est localisé au muscle qui a bénéficié de l'injection, et requiert l'injection d'une myofibre et une lésion concomittente.

« C'est un résultat inattendu et très excitant, déclare dans un communiqué le Pr Bradley Olwin (université du Colorado à Boulder, États-Unis). Nous nous attendions que les cellules repeuplent et réparent le muscle endommagé, puis disparaissent progressivement.

Nous avons constaté que les cellules souches transplantées réduisent le vieillissement du muscle transplanté, maintiennent sa force et sa masse. Le matériel transplanté (une myofibre avec une quinzaine de cellules satellites) semble activer la vitesse d'autorenouvellement des cellules souches du donneur, qui assument la production des cellules musculaires. »

Les cellules satellites du donneur semblent ainsi être résistantes à l'environnement âgé, et leur capacité accrue de régénération permet de maintenir un phénotype de muscle jeune chez la souris âgée. Ces cellules, rendues visibles par marquage avec la protéine verte fluorescente (GFP), prolifèrent pour venir résider à la fois dans les myofibres et la niche des cellules satellites.

Une compréhension des mécanismes moléculaires responsables de cet effet pourrait accélérer le développement de thérapies pour traiter la sarcopénie (fonte de la masse musculaire) et diverses maladies musculaires. En effet, le traitement d'une population de cellules satellites endogènes avec les facteurs adéquats devrait susciter une même réponse que celle observée avec les cellules souches transplantées.

« Nous espérons que nous pourrons un jour identifié une combinaison de petites molécules qui pourrait être utilisée pour traiter les cellules souches musculaires endogènes des humains afin de les amener à avoir le même comportement que les cellules transplantées. Cela éliminerait complètement le besoin de transplants cellulaires, réduisant de ce fait le risque et la complexité des traitements », laisse entrevoir le Pr Olwin.

Il rappelle toutefois que l'équipe a transplanté des cellules souches jeunes non pas dans des muscles âgés mais dans des muscles jeunes.

Maladies musculaires, sarcopénie. Selon les chercheurs, les répercussions de cette ligne de recherche pourraient concerner aussi bien les maladies musculaires que la fonte musculaire liée à l'âge (sarcopénie). « La possibilité de majorer le processus de régénération musculaire d'un patient pourrait avoir un impact important sur le vieillissement et sur diverses maladies (maladies neuromusculaires et dystrophies musculaires), en améliorant la qualité de vie et peut-être la mobilité », estime le Pr Olwin.

L'équipe examine maintenant chez la souris si la transplantation de cellules souches musculaires d'animaux plus grands ou d'humains a le même effet.

                                                             Dr VÉRONIQUE NGUYEN
                                                            Science Translational Medicine.

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