Une étude révolutionnaire a cartographié le processus de vieillissement des muscles humains, révélant des changements cellulaires clés et des mécanismes qui aident à contrecarrer l'affaiblissement musculaire avec l'âge, ouvrant ainsi de nouvelles orientations pour les interventions thérapeutiques.
Le premier atlas cellulaire détaillé du vieillissement musculaire humain révèle les activités génétiques et cellulaires complexes impliquées dans la dégénérescence musculaire et identifie les moyens d'atténuer ce processus.
Les processus cellulaires et moléculaires par lesquels les muscles changent et combattent les effets du vieillissement sont désormais mieux compris, grâce à la création du premier atlas complet des muscles vieillissants chez l'homme.
Des chercheurs du Wellcome Sanger Institute et leurs collaborateurs de l’Université Sun Yat-sen, en Chine, ont appliqué des technologies unicellulaires et une imagerie avancée pour analyser des échantillons de muscles squelettiques humains provenant de 17 individus tout au long de leur vie adulte. En comparant les résultats, ils ont jeté un nouvel éclairage sur les nombreux processus complexes qui sous-tendent les modifications musculaires liées à l’âge.
L'atlas, publié dans la revue Vieillissement naturel, découvre de nouvelles populations cellulaires qui pourraient expliquer pourquoi certaines fibres musculaires vieillissent plus rapidement que d'autres. Il identifie également les mécanismes compensatoires utilisés par les muscles pour lutter contre le vieillissement.
Les résultats offrent des pistes pour de futures thérapies et interventions visant à améliorer la santé musculaire et la qualité de vie à mesure que nous vieillissons.
Cette étude fait partie de l’initiative internationale Human Cell Atlas visant à cartographier chaque type de cellule du corps humain, afin de transformer la compréhension de la santé et de la maladie.
L'impact du vieillissement sur la fonction musculaire
En vieillissant, nos muscles s’affaiblissent progressivement. Cela peut affecter notre capacité à effectuer des activités quotidiennes comme se lever et marcher. Chez certaines personnes, la perte musculaire s’aggrave, entraînant des chutes, une immobilité, une perte d’autonomie et une maladie appelée sarcopénie. Les raisons pour lesquelles nos muscles s’affaiblissent avec le temps restent mal comprises.
Dans cette nouvelle étude, des scientifiques du Wellcome Sanger Institute et de l'Université Sun Yat-sen, en Chine, ont utilisé des techniques de séquençage unicellulaire et mononucléaire ainsi qu'une imagerie avancée pour analyser des échantillons de muscles humains provenant de 17 personnes âgées de 20 à 75 ans.
L’équipe a découvert que les gènes contrôlant les ribosomes, responsables de la production de protéines, étaient moins actifs dans les cellules souches musculaires provenant d’échantillons âgés. Cela altère la capacité des cellules à réparer et régénérer les fibres musculaires à mesure que nous vieillissons. De plus, les populations de cellules non musculaires au sein de ces échantillons de muscles squelettiques produisaient davantage une molécule pro-inflammatoire appelée CCL2, attirant les cellules immunitaires vers le muscle et exacerbant la détérioration musculaire liée à l'âge.
Réponses adaptatives dans le vieillissement musculaire
La perte liée à l’âge d’un sous-type spécifique de fibres musculaires à contraction rapide, essentielle à la performance musculaire explosive, a également été observée. Cependant, ils ont découvert pour la première fois plusieurs mécanismes compensatoires de la part des muscles semblant compenser la perte. Ceux-ci comprenaient un changement dans les fibres musculaires à contraction lente pour exprimer les gènes caractéristiques du sous-type perdu à contraction rapide, et une régénération accrue des sous-types de fibres à contraction rapide restants.
L’équipe a également identifié des populations de noyaux spécialisés au sein des fibres musculaires qui aident à reconstruire les connexions entre les nerfs et les muscles qui diminuent avec l’âge. Des expériences knock-out réalisées par l'équipe sur des cellules musculaires humaines cultivées en laboratoire ont confirmé l'importance de ces noyaux dans le maintien de la fonction musculaire.
Veronika Kedlian, première auteure de l'étude du Wellcome Sanger Institute, a déclaré : « Notre approche impartiale et multiforme de l'étude du vieillissement musculaire, combinant différents types de séquençage, d'imagerie et d'investigation, révèle des mécanismes cellulaires du vieillissement jusqu'alors inconnus et met en évidence des domaines nécessitant une étude plus approfondie. .»
Le professeur Hongbo Zhang, auteur principal de l'étude à l'Université Sun Yat-sen de Guangzhou, en Chine, a déclaré : « En Chine, au Royaume-Uni et dans d'autres pays, nous avons des populations vieillissantes, mais notre compréhension du processus de vieillissement lui-même est limitée. Nous disposons désormais d’une vision détaillée de la manière dont les muscles s’efforcent de maintenir leur fonction le plus longtemps possible, malgré les effets du vieillissement.
Le Dr Sarah Teichmann, auteure principale de l'étude du Wellcome Sanger Institute et co-fondatrice de l'Atlas des cellules humaines, a déclaré : « Grâce à l'Atlas des cellules humaines, nous en apprenons davantage sur le corps avec des détails sans précédent, depuis les premiers stades de la vie humaine. développement jusqu’à la vieillesse. Grâce à ces nouvelles connaissances sur le vieillissement sain des muscles squelettiques, les chercheurs du monde entier peuvent désormais explorer des moyens de combattre l’inflammation, de stimuler la régénération musculaire, de préserver la connectivité nerveuse, et bien plus encore. Les découvertes issues de recherches comme celle-ci ont un énorme potentiel pour développer des stratégies thérapeutiques qui favorisent un vieillissement en meilleure santé pour les générations futures.
