Une protéine essentielle à la régénération musculaire découverte par des chercheurs de l’Université de Pennsylvanie
Une étude menée par des chercheurs de la Perelman School of Medicine à l’Université de Pennsylvanie a révélé qu’une protéine, traditionnellement associée à la protection des extrémités des chromosomes, joue un rôle inattendu dans le maintien de la fonctionnalité des cellules souches musculaires et dans la reconstruction des tissus endommagés. Cette découverte pourrait orienter les recherches futures sur les traitements de la dystrophie musculaire tout en fournissant des indices sur la biologie du cancer.
L’étude, publiée dans Science Advances, a démontré que la protéine TRF2 dépasse son rôle de simple bouclier pour les chromosomes. Elle contribue à préserver les instructions génétiques qui définissent les cellules souches musculaires, permettant ainsi leur régénération après des lésions.
Foteini Mourkioti, PhD, professeur associé de chirurgie orthopédique à Penn Medicine, a déclaré : « Pendant des années, on a considéré TRF2 comme une protéine dont le rôle principal est de protéger les extrémités des chromosomes contre les dommages ou la corruption. Mais TRF2 semble être essentiel à la régénération musculaire tout au long de la vie. »
Les cellules souches musculaires restent généralement inactives jusqu’à ce que le tissu soit blessé. Elles deviennent alors actives, se multiplient, reconstruisent la zone endommagée et produisent des cellules souches de remplacement qui retournent à un état de repos. Des expériences en laboratoire ont montré que les niveaux de TRF2 varient de manière chronologique alors que les cellules souches musculaires passent par différentes étapes, suggérant que TRF2 organise le processus de régénération.
Lorsque les chercheurs ont supprimé TRF2 des cellules souches musculaires chez des souris de laboratoire, ils ont constaté que, bien que les muscles des animaux aient initialement eu l’air normaux, leur approvisionnement en cellules souches musculaires a diminué progressivement. Les cellules n’ont pas été détruites, mais elles ont perdu les caractéristiques moléculaires qui leur permettaient de fonctionner en tant que cellules souches musculaires. Cette perte d’identité a eu des conséquences graves après une bles, entraînant l’accumulation de graisse et de tissu cicatriciel au lieu de muscle sain.
Dans un modèle murin de dystrophie musculaire de Duchenne, l’absence de TRF2 a entraîné une progression beaucoup plus rapide de la maladie, avec une détérioration musculaire accrue et une espérance de vie réduite.
Les recherches ont également révélé que TRF2 n’opère pas uniquement aux extrémités des chromosomes, mais se fixe également à des régions régulatrices tout au long du génome, contrôlant les gènes nécessaires à la préservation de l’identité des cellules souches musculaires. Ces régions génomiques contiennent des formations d’ADN secondaires appelées G-quadruplexes, qui sont également étudiées comme cibles potentielles pour des thérapies contre le cancer.
Les résultats de cette étude mettent en lumière un mécanisme biologique qui permet aux cellules souches musculaires de conserver leurs capacités régénératrices. Cette découverte pourrait aider à résoudre la question de la régénération musculaire et son lien avec le cancer, en permettant aux chercheurs d’explorer des approches thérapeutiques pour la dystrophie musculaire et des insights sur la biologie du cancer dans des tissus plus vulnérables à la maladie.
La recherche a été soutenue par des subventions des National Institutes of Health/National Institute of Arthritis and Musculoskeletal and Skin Diseases.
Source : Science Advances
