Les maladies inflammatoires chroniques entraînent souvent fonte et faiblesse musculaire. C’est le cas notamment de la polyarthrite rhumatoïde et de la sarcopénie. Une récente étude réalisée sur des muscles artificiels de culture, suggère qu’en situation d’exercice les muscles humains auraient une capacité innée à lutter contre l’inflammation chronique.
Comprendre les mécanismes de l’inflammation chronique
L'inflammation n'est ni bonne ni mauvaise en soi. Elle est une réaction innée de l'organisme, déclenchée en réponse à un traumatisme (blessure, piqûre, par exemple) et/ou à une agression par un pathogène (bactéries, virus par exemple). La réaction inflammatoire vise à éliminer l’intrus et aide à la reconstruction des tissus. D'autres fois, le système immunitaire réagit de manière excessive et crée une réponse inflammatoire qui cause des dommages comme les tempêtes de cytokines souvent mortelles provoquées par certains cas de COVID-19. Et puis, il y a des maladies qui conduisent à une inflammation chronique, comme la polyarthrite rhumatoïde et la sarcopénie, qui peuvent entraîner une fonte et une faiblesse musculaire.
Parmi de nombreuses molécules susceptibles de provoquer une inflammation, une molécule pro-inflammatoire en particulier, l'interféron gamma, a été associée à divers types de fonte et de dysfonctionnement musculaires. Alors que des recherches antérieures chez l'homme et l'animal ont montré que l'exercice peut aider à atténuer les effets de l'inflammation en général, il a été difficile de distinguer le rôle que les cellules musculaires elles-mêmes pourraient jouer, et encore moins comment elles interagissent avec des molécules incriminées spécifiques, telles que l'interféron gamma.
Comprendre comment l’exercice musculaire peut combattre l’inflammation chronique
Publiée en janvier 2021 dans la revue Science Advances, cette recherche de l’Université de Duke, aux Etats-Unis a été rendue possible grâce à plate-forme musculaire technique que le laboratoire développe depuis près d’une décennie. Ils ont été les premiers à développer un muscle squelettique humain fonctionnel et contractant dans une boîte de Pétri.
Dans le cadre de cette étude, les chercheurs ont utilisé ces muscles entièrement fonctionnels et développés en laboratoire et les ont inondés de niveaux relativement élevés d'interféron gamma pendant sept jours, pour imiter les effets d'une inflammation chronique de longue durée. Comme prévu, le muscle est devenu plus petit et a perdu une grande partie de sa force.
Les chercheurs ont ensuite appliqué à nouveau l'interféron gamma, mais cette fois-ci, ils ont également soumis le muscle à un régime d'exercice simulé en le stimulant avec une paire d'électrodes. Alors qu'ils s'attendaient à ce que la procédure induise une certaine croissance musculaire, comme le montrent leurs études précédentes, ils ont été surpris de découvrir qu'elle prévenait presque complètement les effets de l'inflammation chronique. Ils ont ensuite montré que l'exercice simulé inhibait une voie moléculaire spécifique dans les cellules musculaires et que deux médicaments utilisés pour traiter la polyarthrite rhumatoïde, le tofacitinib et le baricitinib, qui bloquent la même voie, avaient le même effet anti-inflammatoire.
Nenad Bursac, professeur de génie biomédical à Duke commente
«Ces résultats montrent à quel point les muscles humains cultivés en laboratoire peuvent être précieux pour découvrir de nouveaux mécanismes de maladie et des traitements potentiels. Il existe des hypothèses selon lesquelles des niveaux et des régimes d'exercice optimaux pourraient combattre l'inflammation chronique sans surcharger les cellules. Peut-être qu'avec nos muscles techniques, nous pourrons à terme conforter ces hypothèses. »
