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Rewinding Muscle Clock pourrait réparer le tissu endommagé par le vieillissement, la dystrophie musculaire
En rembobinant le temps et en ramenant le muscle mature à un stade plus avancé, les bioingénieurs de l’Université de Californie (UC), à Berkeley, aux États-Unis, ont ouvert la voie au développement de nouvelles méthodes de traitement de la dégénérescence musculaire. la dystrophie musculaire ou le vieillissement. Ils ont également accompli la tâche en modifiant la chimie cellulaire sans recourir à la manipulation de gènes.
Ils écrivent sur leur travail dans le numéro du 23 septembre de la revue Chimie & Biologie.
Le tissu musculaire squelettique est constitué de myofibres, de longs faisceaux fusionnés de cellules musculaires individuelles (myoblastes). La fusion de ces cellules individuelles est la dernière étape de la différenciation du muscle squelettique, qui a commencé comme cellules souches indifférenciées.
En utilisant des souris, les chercheurs ont non seulement découvert qu'ils pouvaient ramener le tissu musculaire mature à un stade plus précoce, mais ils ont également découvert que les cellules souches nouvellement reprogrammées pouvaient également être utilisées pour réparer les tissus endommagés.
La chercheuse principale Irina Conboy, professeure adjointe en bioingénierie à UC Berkeley, a déclaré aux médias qu’ils utilisaient de minuscules produits chimiques appelés inhibiteurs moléculaires pour différencier les tissus matures, renvoyant les myofibres fusionnées à un stade plus précoce, une approche de plus en plus recherchée dans le domaine des cellules souches. .
"Ces produits chimiques minuscules pénètrent dans la cellule et modifient le comportement de la cellule sans changer son génome", a déclaré Conboy, également membre du Berkeley Stem Cell Center et chercheur à l'Institut californien des biosciences quantitatives (QB3).
"Les inhibiteurs n’ont été utilisés que pendant 48 heures, suffisamment pour que les myofibres fusionnées se séparent en cellules individuelles, puis elles ont été lavées. Les cellules peuvent vivre et mourir normalement, donc il n’ya aucun risque de se diviser de façon incontrôlable. deviennent des tumeurs », a-t-elle ajouté.
Pendant longtemps, les scientifiques ont pensé que la formation des muscles était à sens unique: une fois le passage des cellules souches aux myoblastes en fibres musculaires terminé, il n'y avait plus de retour possible. Mais Conboy a déclaré: "Nous avons pu obtenir une fibre musculaire multi-nucléée pour inverser le cours et se séparer en myoblastes individuels".
Il existe un certain nombre d'approches dans la recherche sur les cellules souches et la plupart des traitements reposent sur des cellules souches pluripotentes, le type pouvant se transformer en n'importe quel type de cellule. Celles-ci peuvent provenir de tissus embryonnaires, méthode controversée car elle utilise des embryons, ou de cellules adultes différenciées, reprogrammées par insertion de gènes pour se différencier en un état embryonnaire, en cellules souches pluripotentes induites (iPS). .
Les cellules souches pluripotentes peuvent continuer à se diviser et à proliférer indéfiniment, un problème en soi, car si elles ne sont pas conduites vers un type particulier d'organe, elles peuvent rapidement devenir des tératomes, des types de tumeurs qui ne contiennent qu'une masse de tissus malformés.
L'auteur principal, Preeti Paliwal, chercheur postdoctoral en bioingénierie à UC Berkeley, a déclaré:
"Le plus grand défi avec les cellules souches embryonnaires ou les cellules iPS est que même une seule cellule pluripotente indifférenciée peut se multiplier in vivo et donner lieu à des tumeurs."
Mais dans cette étude, les chercheurs n’ont pas repoussé les limites aux cellules pluripotentes: ils ne sont allés que jusqu’au stade des cellules progénitrices. Les cellules progénitrices sont déjà destinées à devenir un type particulier de tissu: les cellules progénitrices musculaires ne peuvent former que des tissus musculaires et les cellules progénitrices du foie ne peuvent que former des tissus hépatiques.
Paliwal a fait remarquer que les cellules progénitrices ne se développent pas lorsqu'elles sont transplantées dans des tissus musculaires vivants.
"... nous nous sommes concentrés sur le stade des cellules progénitrices, dans lequel les cellules sont déjà engagées dans la formation du muscle squelettique et peuvent se diviser et se développer en culture. Les cellules progénitrices se différencient également in vitro et in vivo lorsqu'elles sont injectées Paliwal.
Pour parfaire la méthode, les chercheurs ont dû surmonter un certain nombre de problèmes, notamment celui de l’apoptose cellulaire. Lorsqu'elles sont confrontées à des signaux pour recommencer à se diviser, tels que les inhibiteurs utilisés dans cette étude, les cellules peuvent devenir confuses et commettre un suicide ou une apoptose cellulaire.
Pour surmonter cela, les chercheurs ont également utilisé un inhibiteur de l'apoptose:
"En gros, nous avons fait un lavage de cerveau pour que les cellules entrent dans le cycle cellulaire, se divisent et ne meurent pas dans le processus", a déclaré Paliwal.
Les chercheurs veulent maintenant tester leur méthode sur le tissu musculaire humain et rechercher d'autres molécules qui pourraient aider à différencier les tissus matures.
Conboy a dit qu'ils ne pensaient pas que cette méthode fonctionnerait pour toutes les maladies dégénératives: cela pourrait fonctionner pour certains, où vous pouvez commencer avec des tissus différenciés comme les cellules du cerveau ou les cellules du foie:
"Mais les patients atteints de diabète de type I, par exemple, ne possèdent pas les cellules pancréatiques des îlots bêta pour produire de l'insuline, de sorte qu'il n'y a pas de tissu différencié fonctionnel pour commencer", a déclaré Conboy.
"Notre approche ne remplace pas les cellules pluripotentes, mais elle constitue un outil supplémentaire dans l’arsenal des thérapies à base de cellules souches", at-elle ajouté.
Les fonds des National Institutes of Health et du California Institute of Regenerative Medicine ont permis de financer cette étude.
Remarque: cet article modifié ultérieurement pour indiquer correctement le tissu embryonnaire provient d'embryons et non de foetus. Nous nous excusons si cela a nui à nos lecteurs.
Écrit par Catharine Paddock PhD
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