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Des chercheurs de l’Université métropolitaine de Tokyo ont montré que les cellules satellites des muscles squelettiques, des acteurs-clés de la réparation musculaire, prolifèrent mieux dans des environnements à faible taux de glucose. Cela va à l’encontre des idées reçues selon lesquelles les cellules des mammifères se portent mieux lorsqu’il y a plus de sucre pour alimenter leurs activités.

Les cellules satellites des muscles squelettiques

Comme les environnements à très faible teneur en glucose ne permettent pas à d’autres types de cellules de proliférer, l’équipe a pu produire des cultures pures de cellules satellites, ce qui pourrait donner un coup de fouet à la recherche biomédicale. Des muscles sains sont un élément important d’une vie saine. Avec l’usure du quotidien, nos muscles se réparent en permanence pour rester en parfaite condition. Ces dernières années, les scientifiques ont commencé à comprendre comment la réparation des muscles fonctionne au niveau cellulaire.

Les cellules satellites, des muscles squelettiques se sont révélées particulièrement importantes. Il s’agit d’un type particulier de cellules souches qui se trouvent entre deux couches: le sarcolemme et la lame basale, qui enveloppent les cellules myofibres dans les fibres musculaires individuelles. Lorsque les cellules myofibres sont endommagées, les cellules satellites s’emballent, se multiplient et finissent par fusionner avec les cellules myofibres. Cela permet non seulement de réparer les dommages, mais aussi de maintenir la masse musculaire.

Une équipe de scientifiques de l’Université métropolitaine de Tokyo, dirigée par le professeur adjoint Yasuro Furuichi, le professeur associé Yasuko Manabe et le professeur Nobuharu L Fujii, a étudié comment les cellules satellites des muscles squelettiques se multiplient à l’extérieur du corps. En observant des cellules se multipliant dans des boîtes de Pétri dans un milieu de croissance, ils ont remarqué que des niveaux élevés de glucose avaient un effet négatif sur la vitesse de croissance des cellules.

Un résultat est contre-intuitif

Ce résultat est contre-intuitif ; le glucose est considéré comme essentiel à la croissance cellulaire. Il est converti en ATP, le carburant qui alimente une grande partie de l’activité cellulaire. Pourtant, l’équipe a confirmé qu’un milieu pauvre en glucose produisait un plus grand nombre de cellules, avec tous les marqueurs biochimiques attendus pour une plus grande prolifération cellulaire.

Elle a également confirmé que cela ne s’applique pas à toutes les cellules, ce qu’elle a réussi à utiliser à son avantage. Dans les expériences menées dans des milieux à forte teneur en glucose, les cultures de cellules satellites se terminaient toujours par un mélange, simplement parce que d’autres types de cellules de l’échantillon d’origine se multipliaient également. En maintenant des niveaux de glucose bas, ils ont pu créer une situation où les cellules satellites pouvaient proliférer, mais pas les autres types de cellules, ce qui a permis d’obtenir une culture très pure de cellules satellites des muscles squelettiques.

Il s’agit d’une condition préalable essentielle à l’étude de ces cellules dans divers contextes, notamment en médecine régénérative. La quantité de glucose utilisée dans l’expérience initiale était-elle « parfaite » ? L’équipe a ajouté de la glucose oxydase, une enzyme digérant le glucose, pour atteindre des niveaux de glucose encore plus bas, et a cultivé les cellules satellites dans ce milieu appauvri en glucose.

Étonnamment, ces cellules semblaient se porter à merveille et proliféraient normalement. La conclusion est que ces cellules souches particulières semblent tirer leur énergie d’une source complètement différente. Des travaux sont en cours pour tenter de déterminer cette source.

La perte musculaire des diabétiques

L’équipe note que les niveaux de sucre utilisés dans les expériences précédentes correspondaient à ceux trouvés chez les diabétiques. Cela pourrait expliquer la perte de masse musculaire observée chez les patients diabétiques et avoir des implications importantes sur la façon dont nous pourrions garder nos muscles en bonne santé plus longtemps.

Cette recherche a été publiée dans Frontiers in Cell and Developmental Biology.

Source : Tokyo Metropolitan University via EurekAlert
Crédit photo : Pexels