Skeletal muscle deconditioning and regeneration : effects of the contractile activity degree on fat infiltration development
Déconditionnement et régénération du muscle strié squelettique : rôle du niveau d’activité contractile sur le développement d’infiltrations graisseuses
Résumé
Skeletal muscle is a fascinating tissue that ensures core functions: moving, maintaining postures, feeding, communicating or just breathing. Many situations, associated with hypoactivity, are able to involve muscle deconditioning defined by a loss of mass and strength, as well as fat infiltration development (IMAT), altogether impairing muscle function. IMAT development occurs also with disrupted regeneration processes. Fibro-adipogenic progenitors (FAPs) appear as the main stem cell population involved in IMAT development. The interaction between FAPs and satellite/immune cells seems to be a crucial trio for an efficient regeneration, without IMAT development. According to the literature, the degree of contractile activity is able to affect the expression levels of different cytokines involved in FAPs fate, and therefore in IMAT accumulation. Our work contributed to increase scientific knowledge on muscle fatty infiltrations and their exacerbations in hypoactivity or regeneration situations. We showed that 3 days of hypoactivity in human, induced by the innovative model of dry immersion, are sufficient to promote an increase in IMAT content. In a context of muscle regeneration, induced by the mouse glycerol model, we highlighted an almost complete inhibition of IMAT accumulation by decreasing mechanical constraints applied to the injured muscle. We also investigated the role of the TNFα/TGF-β1 axis, and therefore the potential role of the inflammatory stage in FAPs apoptosis and inhibition of IMAT development. Our work open up new prospects 1°) clarifying the role of IMAT in muscle dysfunction, and 2°) defining the underlying mechanisms controlling IMAT development and accumulation.
Le muscle strié squelettique est un tissu fascinant qui permet d’assurer les fonctions essentielles à notre existence : se mouvoir, maintenir sa posture, se nourrir, communiquer ou tout simplement respirer. De nombreuses situations, engendrant principalement une hypoactivité, peuvent provoquer un déconditionnement musculaire caractérisé par une perte de masse et de force ainsi qu’un développement d’infiltrations graisseuses (IMAT), altérant ainsi la fonction musculaire. Le développement d’IMAT est également observé lorsque les processus de régénération musculaire sont altérés. Les fibro-adipogenic progenitors (FAPs) représentent la population de cellules souches principalement impliquée dans le développement d’IMAT. L’interaction entre FAPs et cellules satellites/immunitaires semble être un trio indispensable pour une régénération optimale, sans développement d’IMAT. Au regard de la littérature scientifique, une modulation du niveau d’activité contractile permet de faire varier le niveau d’expression de nombreuses cytokines impliquées dans la modulation des FAPs et donc dans l’apparition d’IMAT. Nos travaux ont contribué à l’accroissement des connaissances scientifiques relatives à la thématique des infiltrations graisseuses et à leurs exacerbations dans des situations d’hypoactivité ou de régénération musculaire. Nous avons montré que 3 jours d’hypoactivité chez l’homme, induite par le modèle novateur de dry immersion, suffisent à augmenter le contenu musculaire en IMAT. Dans un contexte de régénération musculaire, induite par le modèle glycérol chez la souris, nous avons démontré une inhibition de l’apparition des IMAT en diminuant les contraintes mécaniques appliquées au muscle lésé. Nous avons également précisé le rôle de l’axe TNFα/TGF-β1, et donc celui des processus inflammatoires nécessaires dans l’apoptose des FAPs afin de limiter le développement des IMAT dans ce modèle. Ces trois études ouvrent de nombreuses perspectives, afin i) de préciser le rôle des IMAT dans la dysfonction musculaire, ii) de définir les mécanismes de régulation qui contrôlent le développement et l’accumulation d’IMAT.
Origine : Version validée par le jury (STAR)