CNRS : Les cellules souches musculaires ont une origine embryonnaire

Des chercheurs du CNRS et de l’Institut Pasteur, membres du Réseau d’excellence européen MYORES, viennent de découvrir l’origine embryonnaire des cellules souches musculaires. Ces résultats, publiés dans deux articles de la revue Nature du 16 juin 2005, permettent une meilleure compréhension du développement musculaire.

Les cellules souches musculaires sont présentes chez l’embryon et chez l’adulte. La croissance musculaire dépend de leur prolifération. Chez l’embryon et le ftus, ces cellules permettent la croissance des muscles. Chez l’adulte, les cellules souches musculaires appelées cellules satellites, sont positionnées le long des fibres musculaires dans un état de dormance. L’activation et la prolifération de ces cellules après un exercice physique intense permettent à l’adulte d’augmenter sa masse musculaire. Chez les personnes âgées, ces cellules n’ont plus la même capacité à se multiplier ce qui contribue à la diminution de leur masse musculaire.

En utilisant le poulet comme modèle d’étude, le laboratoire de Christophe Marcelle de l’Institut de biologie du développement de Marseille (CNRS / Université Aix -Marseille 2) a pu identifier l’origine des cellules souches musculaires de l’embryon et du ftus. Elles proviennent de structures embryonnaires appelées somites.

De plus, l’équipe scientifique a montré que les cellules souches musculaires de l’embryon donnent naissance aux cellules satellites de l’adulte. Les cellules souches musculaires qu’elles soient embryonnaires, ftales ou adultes ont donc toutes une origine embryonnaire commune, les somites.

En parallèle, le laboratoire de Margaret Buckingham (1) (Institut Pasteur / CNRS), en utilisant la souris comme modèle d’étude, a montré que la présence de ces cellules souches musculaires dépend de la fonction de deux gènes, appelés Pax3 et Pax7. Lorsque ces deux gènes sont inactifs, les cellules souches musculaires sont absentes et toute croissance musculaire est arrêtée.

Les cellules souches du muscle adulte dérivent du somite. Coupe transversale de muscle d’embryon de poulet à 18 jours de développement. Cette photo montre une cellule souche musculaire adulte (cellule satellite) caractérisée par l’expression du gène Pax7 (en bleu), ainsi que par sa position entre la fibre musculaire (en rouge) et la membrane basale de laminine (en blanc). Cette cellule souche musculaire est d’origine somitique comme le montre l’expression de la Green Fluorescent Protein (GFP) (en vert). Le gène rapporteur GFP avait été incubé à trois jours de développement avec le somite. © Photo disponible à la Photothèque du CNRS

Ces résultats permettront dans l’avenir de mieux étudier la biologie de ces cellules et donc de mieux comprendre comment les masses musculaires de l’embryon et de l’adulte s’accroissent. Il sera alors possible de caractériser les mécanismes par lesquels ces cellules acquièrent leur potentiel musculaire ou encore de tester si des composés pharmaceutiques permettent d’augmenter leur capacité à générer de nouveaux muscles.

Ces études ouvrent également de nouveaux horizons à la thérapie cellulaire des maladies musculaires. En effet, les cellules satellites permettent le remplacement des fibres musculaires endommagées, mais elles sont en trop petit nombre chez l’adulte et ne permettent pas une utilisation aisée dans des approches de thérapie cellulaire. Dans un futur proche, les cellules souches musculaires de l’embryon pourraient être prélevées, modifiées génétiquement ou non, et réimplantées chez l’adulte. Ce type de thérapies est déjà à l’essai chez l’humain dans certaines maladies neurodégénératives telles que les maladies de Huntington et de Parkinson et donne d’ores et déjà des résultats  prometteurs.

En Europe, plus de 300 000 personnes sont touchées par des dystrophies musculaires et la majeure partie des personnes âgées est affectée d’une dégénérescence musculaire liée au vieillissement. Ces affections, conduisant à une mobilité réduite et la perte d’indépendance, ont des conséquences sévères tant sur la vie quotidienne que sur le plan économique.

Notes :
(1)Les recherches de Margaret Buckingham ont été initiées et co-financées par le projet intégré EuroStemCell (Consortium européen de recherche sur les cellules souches) et l’AFM (Association française contre les myopathies).

Références :
A common somitic origin for embryonic muscle progenitors and satellite cells, Jérôme Gros, Marie Manceau, Virginie Thomé, Christophe Marcelle, Nature 15 juin
A Pax3/Pax7 dependent population of skeletal muscle progenitor cells, Frédéric Relaix, Didier Rocancourt, Ahmed Mansourt, Margaret Buckingham, Nature 15 juin