SÉNESCENCE : Comment elle entrave la régénération musculaire

Décrypter comment les cellules endommagées ou sénescentes inhibent la régénération musculaire au cours de la vie, c’est l’entreprise de cette équipe de biologistes de l’Université du Luxembourg. L’équipe dévoile, dans la revue Nature, comment, avec l’âge, les cellules sénescentes s’accumulent dans tout le corps et exercent un impact néfaste sur les cellules saines voisines. Une meilleure compréhension de ces interactions clés entre cellules sénescentes et cellules souches, ouvre de nouvelles voies pour améliorer la réparation musculaire tout au long de la vie.

Une équipe internationale de chercheurs, dirigée par le Pr Antonio Del Sol de l’Université du Luxembourg explore le rôle des cellules sénescentes dans la régénération tissulaire et explique pourquoi, nous autres humains, avons une capacité bien limitée d’auto-régénération des tissus et des organes, en dépit et durant toute la vie, d’un « pool » de cellules souches qui peuvent s’auto-renouveler et se différencier en types de cellules spécifiques.

Ces cellules souches sont largement étudiées car elles peuvent permettre la réparation des tissus humains et ont donc un potentiel énorme en médecine.

Les cellules souches peuvent être entravées par les cellules sénescentes,

des cellules vieillissantes, qui s’arrêtent de se multiplier mais ne meurent pas, persistant dans les tissus. Au fur et à mesure que ces cellules sénescentes s’accumulent, elles impactent le fonctionnement des cellules saines voisines.

Dans le corps humain, les cellules souches résident au sein d’une niche, qui leur offre un microenvironnement spécifique. Au sein de cette niche, d’autres cellules interagissent avec les cellules souches et peuvent les activer, favorisant la régénération des tissus. Ce processus nécessite une communication coordonnée entre les différents types de cellules- sans que ces mécanismes d’interactions soient totalement compris.

L’étude décrypte pourquoi les fonctions régénératrices diminuent au cours du vieillissement, avec l’accumulation des cellules sénescentes. Une série d’expériences sur des souris (in vivo) et des expériences de laboratoire (in vitro) révèlent que :

• des cellules sénescentes apparaissent dans les muscles lorsqu’ils sont endommagés ou avec l’âge ;
• ces blessures et/ou le vieillissement induisent l’accumulation de niveaux élevés de stress oxydatif et de dommages à l’ADN dans un sous-ensemble de cellules, accélérant l’évolution des cellules vers la sénescence ;
• le groupe de cellules qui deviennent sénescentes fait partie de la niche régénérative entourant les cellules souches. La présence de ces cellules sénescentes dans la niche réprime à son tour la régénération musculaire à toutes les étapes de la vie ;
• ainsi, en éliminant les cellules sénescentes des tissus lésés, les chercheurs parviennent à régénérer les tissus chez les jeunes souris et à rajeunir les muscles chez des souris plus âgées.

Les cellules sénescentes émergent exercent bien un effet direct sur la réparation des tissus.

Un atlas des cellules sénescentes : les chercheurs développent alors un atlas des cellules sénescentes in vivo, révélant 3 populations principales de cellules sénescentes dans le muscle en régénération. En plus d’identifier ces différents types de cellules sénescentes, présentes à la fois chez les souris et les humains, l’équipe identifie des traits communs à ces cellules. Ces cellules sénescentes sont bien différentes sur le plan moléculaire mais partagent cependant 2 caractéristiques majeures :

• Même sénescentes, les cellules conservent encore une partie de leur identité, soit certains des traits associé à leur type cellulaire initial. Cette mémoire de la cellule d’origine explique pourquoi les cellules sénescentes apparaissent si hétérogènes ;
• Cependant, en dépit de ces différences, 2 marqueurs universels de la sénescence sont identifiés :

l’inflammation et la fibrose.

Les cellules sénescentes présentes dans la niche régénératrice agissent bien en sécrétant des facteurs pro-inflammatoires et pro-fibrotiques qui affectent les cellules souches voisines, inhibant leur prolifération et altérant leur régénération.

Neutraliser les cellules sénescentes pour favoriser la régénération : il « reste » donc à trouver le moyen de bloquer cet impact néfaste des cellules sénescentes,

ou « inflammaging » 

pour relancer la régénération tissulaire.

D’autres analyses informatiques identifient alors le gène de transport des lipides CD36 comme un moyen possible de réguler cet impact des cellules sénescentes. En ciblant ce gène spécifique, les chercheurs montrent qu’il devient possible d’améliorer la régénération musculaire chez les souris jeunes et âgées tout en réduisant l’inflammation et la fibrose.

En conclusion, l’élimination des cellules sénescentes ou la réduction des facteurs inflammatoires qu’elles sécrètent peuvent avoir des effets bénéfiques. Alors que les cellules sénescentes s’accumulent dans les muscles humains, tout comme chez les souris, ces découvertes ouvrent de nouvelles voies de réparation musculaire à tout âge de la vie, avec donc de grandes implications en médecine régénérative.

Source: Nature 21 Dec, 2022 DOI : 10.1038/s41586-022-05535-x Senescence atlas reveals and aged-like inflamed niche that blunts muscle regeneration

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Équipe de rédaction SantélogFév 14, 2023Équipe de rédaction Santélog