Comment les fibres musculaires lentes convainquent leur voisin

Tokyo, Japon – Des chercheurs de l’Université métropolitaine de Tokyo ont découvert qu’une protéine excrétée par les fibres musculaires de type I (lentes), essentielles à l’endurance musculaire, peut entraîner la différenciation des myoblastes environnants, précurseurs des cellules musculaires, en fibres de type I. Cela va à l’encontre des idées reçues selon lesquelles notre rapport fibre rapide/lente ne peut pas être modifié de manière significative. Ils ont également identifié la voie chimique par laquelle la protéine affecte la différenciation. De telles découvertes pourraient un jour conduire à des thérapies pour contrôler la santé des muscles lents.

Le tissu musculaire squelettique est composé de centaines de milliers de fibres qui se contractent sur commande. Cependant, ils ne sont pas tous pareils. Il existe des fibres musculaires « lentes » de type I, importantes pour les exercices d’endurance, et des fibres « rapides » de type II, qui peuvent réagir beaucoup plus rapidement mais sur des périodes plus courtes. Les fibres de type I pourraient être assimilées aux coureurs de marathon, tandis que les fibres de type II pourraient être appelées sprinters. Pendant longtemps, la sagesse dominante a été que le rapport entre les fibres de type I et de type II dans nos muscles est en grande partie déterminé à la naissance.

Mais les scientifiques commencent à découvrir que ce n’est pas le cas. Une équipe de chercheurs de l’Université métropolitaine de Tokyo dirigée par le professeur Nobuharu Fujii vient de découvrir qu’une protéine sécrétée par le muscle de type I connue sous le nom de R-spondin3 (Rspo3) pourrait détenir la clé du développement de nouvelles fibres de type I. Lorsque les myoblastes, précurseurs des cellules musculaires, ont été traités avec Rspo3, ils ont commencé à produire des quantités significativement plus élevées de Myosin Heavy Chain I (MyHC I), une protéine produite par le muscle de type I. L’effet semblait être unique aux myoblastes aux premiers stades de leur développement. Cela signifie que les fibres de type I induisent activement la formation de plus de fibres de type I dans leur voisinage, excrétant Rspo3 et agissant sur la différenciation des cellules voisines. La découverte jette un nouvel éclairage sur le rôle des muscles dans notre corps et renverse la sagesse conventionnelle qui dit que le rapport des fibres de type I à type II ne peut pas être modifié. L’équipe a également pu montrer que cela se produisait via une cascade spécifique de réactions chimiques appelée voie Wnt/bêta-caténine, responsable de l’accumulation nécessaire de bêta-caténine à l’intérieur des cellules. Des expériences visant à réduire artificiellement la quantité de bêta-caténine dans les cellules, par exemple, ont conduit à la suppression de l’expression accrue de MyHC I.

Le diabète de type 2 et le manque d’exercice sont deux des nombreuses raisons pour lesquelles les fibres musculaires lentes peuvent s’atrophier. Les découvertes de l’équipe suggèrent qu’il est effectivement possible d’encourager spécifiquement le développement des fibres de type I par des moyens thérapeutiques. Par exemple, Rspo3 peut être utilisé directement comme traitement, ou utilisé pour différencier les cellules musculaires prélevées sur un patient avant que le tissu ne soit replanté. Si les cellules peuvent excréter Rspo3 et affecter les cellules environnantes, les avantages ne se limiteront pas à la masse réintroduite. De telles connaissances promettent de nouvelles possibilités passionnantes de traitements pour améliorer la fonction musculaire, un défi majeur pour les populations et la société vieillissantes.

Ce travail a été soutenu par la Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research (JSPS KAKENHI Grant Numbers 20J12849, 15K16489, 24700700, 26242068), une subvention de l’Agence japonaise des sciences et technologies pour la recherche axée sur la fusion pour la science et la technologie perturbatrices (Programme JST FOREST n° JPMJFR205K), Sumitomo Pharma Co., Ltd. par le biais du Partenariat pour réaliser des semences et des médicaments innovants, et le fonds de recherche stratégique de l’Université métropolitaine de Tokyo pour un projet de recherche innovant.

Clause de non-responsabilité: AAAS et EurekAlert ! ne sont pas responsables de l’exactitude des communiqués de presse publiés sur EurekAlert! par les institutions contributrices ou pour l’utilisation de toute information via le système EurekAlert.