Avec 1/3 500 nouveau-nés de sexe masculin, la dystrophie musculaire de Duchenne est celle la plus fréquente et progressive dans l'enfance. Ainsi, pour traiter cette maladie, une étude est menée, par Crist et al., autour des cellules couches. Comme résultat, ils ont trouvés qu’un potentiel auto-renouvèlement et reconstruction du corps par les cellules satellites est porteur d'un grand espoir pour la thérapie de ces maladies de muscles.
La thérapie par cellules souches
Jusqu'à présent, la transplantation de cellules souches musculaires n'a pas permis de guérir les patients atteints de dystrophies musculaires. Pourquoi ? Du fait que, les cellules transplantées ne pouvaient régénérer le tissu musculaire atrophique que de manière limitée. D’où, l’apparition des deux questions essentielles suivantes qui se posent à la recherche actuelle sur les cellules souches musculaires : Comment les cellules souches musculaires conservent-elles leur identité spécifique aux muscles squelettiques et comment leur métabolisme est-il contrôlé ?
Le rôle des cellules souches dans la myogénèse chez le modèle de souris
En fait, selon l’observation en laboratoire, la myogénèse embryonnaire, chez la souris, se produit vers le 8e jour embryonnaire. Et sa production est contrôlée par des facteurs de régulation myogéniques (FRM). Les myoblastes embryonnaires, fœtaux et adultes, représentent les 3 générations de myoblastes.
Les facteurs de régulation myogéniques (MRF)
Les facteurs de régulation myogéniques (MRF) tels que : Myf5, MyoD, Mrf4 et Myf6 sont responsables du développement des muscles squelettiques. Le facteur myogénique Myf5 est déjà exprimé dans des cellules satellites inactives. Aussi, il est bien de savoir que la myogénèse est initiée par la cascade de signalisation Myf5-MyoD-Myogenin. À l'état actif, les facteurs myogénique comme : MyoD et Myf5 sont également détectables. Dans la phase de différenciation, par exemple, les cellules satellites comme : MyoD, Myf5 et Myogénine servent de marqueurs cellulaires. Ensuite, les marqueurs d'activité des cellules souches musculaires sont : le MRF MyoD, Myf5 et les facteurs de transcription myogéniques comme Pax3 et Pax7.
Régénération postnatale de la musculature squelettique
Les muscles squelettiques sont sollicités quotidiennement. De plus, ils ont besoin de mécanismes de régénération continue. Dans les muscles squelettiques adultes, par exemple, les noyaux des fibres musculaires sont en phase post-mitotique. Ils sont donc dépendants des myoblastes adultes en cas de traumatisme musculaire. Dans la structure des muscles squelettiques, les myoblastes adultes sont situés dans la membrane basale de chaque fibre musculaire. Ils sont appelés cellules satellites ou cellules couches. Naturellement, cette population de cellules souches locales est responsable de la régénération des muscles jusqu'à un âge avancé. C’est pourquoi, dès que les tissus musculaires sont blessés, ils passent d'un état de repos à un état d'activité.
Grâce à la prolifération et à la différenciation myogénique, les cellules couches ont la capacité de réparer les zones de fibres musculaires défectueuses. Ils sont en équilibre entre la différenciation des fibres musculaires et la préservation du caractère de leurs cellules souches. En fait, dans le corps humain, il existe différentes sous-populations de cellules satellites. Mais, seul le mécanisme moléculaire, qui contrôle le maintien du caractère des cellules souches après activation, qui est au centre de plusieurs études. Ainsi, d’après les analyses, les cellules couches activées, exprimant Pax7, réduisent leur expression de MyoD et Myf5. Par conséquent, ils conservent leur caractère de cellules souches. Mais les cellules souches exprimant la myogénine se différencient toutefois en fibres musculaires squelettiques.
Régulation moléculaire des cellules souches
Dans la phase de développement, les cellules progénitrices myogéniques expriment Pax3 et/ou Pax7. Ces facteurs myogéniques sont déjà exprimés dans la phase inactive des cellules satellites, indépendamment de l'influence des facteurs de régulation myogéniques (MRF). Ils sont essentiels pour le maintien de la prolifération des cellules couches et pour l'activation des gènes Myf5 et MyoD.
La majorité des cellules couches sont dans un état dormant, dans lequel, le gène de différenciation myogénique Myf5 est transcrit sans activer le programme myogénique. Crist et al. ont étudié le mécanisme post-transcriptionnel qui inhibe la traduction de Myf5 et empêche ainsi les cellules satellites inactives d'entrer dans la myogénèse. Ils pourraient montrer que l'ARNm Myf5 est sécrété avec le microARN-31. Ce dernier qui contrôle la traduction de l'ARNm Myf5, surtout dans des granules de PNRm et dans les cellules satellites inactives. Il est intéressant donc de noter que les patients atteints de la dystrophie musculaire de Duchenne ont un taux de microARN-31 nettement plus élevé que les personnes en bonne santé.
En outre, dans les cellules couches actives, les granules de mRNP se désintègrent, le niveau de microARN-31 diminue et la protéine Myf5 augmente. En influençant le niveau du microARN-31, on peut contrôler l'entrée de la cellule satellite dans la myogénèse et donc la différenciation en une fibre musculaire. L'inhibition du microARN-31 par l'antagomiR-31 conduit à une augmentation du niveau de la protéine Myf5 et donc à une meilleure différenciation des muscles squelettiques avec des fibres musculaires plus grosses. En manipulant le niveau du microARN-31, il est possible d'influencer la différenciation des cellules couches ex vivo et la régénération musculaire in vivo. Les résultats de Crist et al. sont prometteurs pour le traitement futur de maladies génériques telles que la dystrophie musculaire de Duchenne.