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Une équipe de recherche dirigée par l’UCLA a identifié un cocktail chimique permettant la production d’un grand nombre de cellules souches musculaires, qui peuvent s’auto-renouveler et donner naissance à tous les types de cellules musculaires squelettiques.

Un cocktail chimique pour réparer les muscles

Cette avancée pourrait conduire au développement de thérapies basées sur les cellules souches, pour traiter la perte ou les dommages musculaires dus à une blessure, à l’âge ou à une maladie.
Les cellules souches musculaires sont responsables de la croissance, de la réparation et de la régénération des muscles après une blessure, tout au long de la vie. Chez les adultes, les cellules souches musculaires sont quiescentes: elles restent inactives jusqu’à ce qu’elles soient appelées à répondre à une blessure en s’autorépliquant et en créant tous les types de cellules nécessaires à la réparation des tissus endommagés.
Mais cette capacité de régénération diminue avec l’âge; elle peut également être compromise par des blessures traumatiques et par des maladies génétiques telles que la dystrophie musculaire de Duchenne.
« Les thérapies à base de cellules souches musculaires sont très prometteuses pour améliorer la régénération musculaire, mais les méthodes actuelles pour générer des cellules souches musculaires spécifiques aux patients peuvent prendre des mois », a déclaré Song Li, responsable de cette étude.
Li et ses collègues ont identifié un cocktail chimique – une combinaison de l’extrait de racine forskoline et de la petite molécule RepSox – qui peut créer efficacement un grand nombre de cellules souches musculaires en 10 jours. Dans des études sur des souris, les chercheurs ont démontré deux voies potentielles par lesquelles ce cocktail pourrait être utilisé comme thérapie.

Ils ont testé deux méthodes

La première méthode utilise des cellules présentes dans la peau, appelées cellules myogéniques dermiques, qui ont la capacité de devenir des cellules musculaires. L’équipe a découvert que le traitement des cellules myogéniques dermiques avec ce cocktail chimique les poussait à produire un grand nombre de cellules souches musculaires, qui pouvaient ensuite être transplantées dans les tissus lésés.
L’équipe de Li a testé cette approche sur trois groupes de souris atteintes de lésions musculaires: des souris adultes (âgées de 8 semaines), des souris âgées (de 18 mois) et des souris adultes présentant une mutation génétique similaire à celle qui cause la maladie de Duchenne chez l’homme.
Quatre semaines après la transplantation de ces cellules, les cellules souches musculaires s’étaient intégrées dans le muscle endommagé et avaient considérablement amélioré la fonction musculaire dans les trois groupes de souris.
Pour la deuxième méthode, l’équipe de Li a utilisé des nanoparticules pour délivrer ce cocktail chimique dans le tissu musculaire endommagé. Ces nanoparticules, dont la taille équivaut à un centième de celle d’un grain de sable, sont fabriquées dans le même matériau que les points de suture chirurgicaux dissolvables et sont conçues pour libérer lentement les produits chimiques à mesure qu’elles se décomposent.
Cette deuxième approche a également produit une réponse de réparation robuste chez les trois types de souris. Lorsqu’elles ont été injectées dans le muscle blessé, ces nanoparticules ont migré dans toute la zone lésée et ont libéré les produits chimiques, ce qui a activé les cellules souches musculaires quiescentes pour qu’elles commencent à se diviser.

La deuxième méthode offre un avantage

Si les deux techniques ont été couronnées de succès, le principal avantage de la seconde est qu’elle a éliminé la nécessité de cultiver des cellules en laboratoire – toute l’activation et la régénération des cellules souches musculaires ont lieu à l’intérieur du corps.
« Notre cocktail chimique a permis aux cellules souches musculaires des souris âgées de surmonter leur environnement défavorable et de lancer une réponse de réparation robuste », a déclaré Li.
Dans de futures études, l’équipe de recherche tentera de reproduire ces résultats dans des cellules humaines et de surveiller les effets de cette thérapie chez les animaux sur une plus longue période. Ces expériences devraient permettre de déterminer si l’une ou l’autre de ces approches pourrait être utilisée comme traitement unique pour les patients atteints de blessures graves.
Li a fait remarquer qu’aucune des deux approches ne permettrait de corriger le défaut génétique à l’origine de la maladie de Duchenne ou d’autres dystrophies musculaires génétiques. Toutefois, l’équipe envisage que les cellules souches musculaires générées à partir des cellules de la peau d’un donneur sain, puissent être transplantées dans le muscle d’un patient atteint de dystrophie musculaire – par exemple dans les poumons – ce qui pourrait prolonger leur durée de vie et améliorer leur qualité de vie.
Cette recherche a été publiée dans Nature Biomedical Engineering.
Source : UCLA
Crédit photo : Rawpixel