Des chercheurs découvrent une importante caractéristique de la résistance naturelle à l’atrophie musculaire chez l’ours en hibernation

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L’atrophie musculaire est une situation physiopathologique inévitable pour tous mammifères faisant face à une longue période d’immobilisation. Pour tous ? L’ours brun hibernant déroge à cette règle : complètement immobile pendant six mois, il résiste néanmoins de manière fascinante à la perte de son muscle. De récents éléments expliquant cette surprenante faculté viennent d’être publiés par des chercheurs de L’UNH.

illustration L’ours brun hibernant, un bel espoir dans la lutte contre l’atrophie musculaire !

© :  INRAE.

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Au cours de ces dernières décennies, de nombreux modèles de laboratoire ont été développés afin de comprendre les mécanismes sous-jacents dans la mise en place de l’atrophie musculaire. De nombreuses connaissances ont ainsi été acquises, cependant il y a encore un besoin d’améliorer les stratégies thérapeutiques pour sa prévention ou son traitement. Dans ce contexte, des chercheurs de l’équipe Proteostasis de l’UNH se sont inspirés des mécanismes d’adaptation se mettant en place dans la nature, ce que l’on appelle le biomimétisme, en utilisant le modèle de l’ours brun hibernant comme modèle non-conventionnel de résistance à l’atrophie musculaire.

L’étude et ses résultats

Des biopsies musculaires sont prélevées deux fois par an sur des ours sauvages (en Suède), pendant l’hibernation et pendant la période active. Une analyse du transcriptome du muscle de l’ours lors de ces deux périodes a été réalisée pour comprendre les changements pouvant s’opérer au niveau génétique et permettant d’expliquer cette surprenante faculté. Un résultat majeur montre que la voie de signalisation cellulaire du TGF-β (Transforming Growth Factor -β), couramment suractivée dans des conditions d’atrophie musculaire chez le rongeur ou l’humain, est fortement inhibée au niveau génétique dans le muscle de l’ours brun hibernant. Au contraire, la voie de signalisation cellulaire du BMP (Bone Morphogenetic Protein), récemment décrite comme primordiale pour le maintien de la masse musculaire dans des conditions d’inactivité, est induite dans le muscle de l’ours hibernant.

Portée et perspectives

La voie du TGF-β a été une cible pour de nombreuses thérapies moléculaires chez l’humain, sans grand succès pour cause de nombreux effets secondaires associés au manque de spécificité des molécules. La découverte des chercheurs de l’équipe Proteostasis, utilisant un modèle de résistance naturelle à l’atrophie musculaire, ouvre de nouvelles pistes en clinique humaine, comme par exemple inhiber la voie du TGF-β de manière concomitante à l’activation de la voie du BMP, afin de mimer ce qui s’instaure naturellement dans le muscle de l’ours brun hibernant. Cette thérapie combinée pourrait permettre de réduire voire même d’empêcher la mise en place de l’atrophie musculaire induite par une immobilisation prolongée chez l’humain, et pourrait dans le futur se transposer à bien d’autres situations conduisant à la mise en place de l’atrophie musculaire (vieillissement, cancer cachexie, voyages spatiaux etc.).

Voir la publication

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Cussonneau L, Boyer C, Brun C, Deval C, Loizon E, Meugnier E, Gueret E, Dubois E, Taillandier D, Polge C, Béchet D, Gauquelin-Koch G, Evans AL, Arnemo JM, Swenson JE, Blanc S, Simon C, Lefai E, Bertile F, Combaret L. Concurrent BMP Signaling Maintenance and TGF-β Signaling Inhibition Is a Hallmark of Natural Resistance to Muscle Atrophy in the Hibernating Bear. Cells. 2021; 10(8):1873. DOI: 10.3390/cells10081873

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