Une équipe internationale dirigée par des chercheurs de la Faculté de médecine de l’Université d’Ottawa a publié des résultats qui pourraient contribuer à l’élaboration de futurs traitements pour lutter contre la dégénérescence musculaire causée par la vieillesse et contre des maladies comme le cancer et la dystrophie musculaire.
Dans une étude parue dans la revue Journal of Cell Biology, qui publie des recherches évaluées par des pairs sur la structure et la fonction cellulaires, les auteurs affirment que leurs travaux mettent en évidence l’importance de l’enzyme GCN5 dans le maintien de l’expression de protéines structurelles clés dans les muscles squelettiques. Ces muscles sont attachés aux os sur lesquels reposent la respiration, la posture et la locomotion.
« Nous avons découvert que si l’on élimine l’expression de l’enzyme GCN5 dans le muscle, celui-ci ne sera plus capable de gérer un stress physique extrême », explique le Dr Keir Menzies, biologiste moléculaire au Département de biochimie, microbiologie et immunologie de la Faculté de médecine, et professeur agrégé à l’École interdisciplinaire des sciences de la santé.
Pendant près de cinq ans, les chercheurs, dans le cadre d’une collaboration internationale dirigée par l’Université d’Ottawa, ont mené des expériences minutieuses sur une souris pour laquelle l’enzyme GCN5 avait été inactivée. Cette enzyme, qui a fait l’objet de nombreuses études scientifiques, permet de réguler de nombreux processus cellulaires comme le métabolisme et l’inflammation. Dans le cadre de leurs recherches, les scientifiques, en procédant à certaines manipulations, parviennent à produire des souris de laboratoire dans lesquelles des gènes spécifiques sont altérés, voire éliminés, dans le but de mettre au jour des modèles animaux de maladies humaines et de mieux comprendre le fonctionnement des gènes.
Dans le cadre de l’étude dont il est question, de multiples expériences ont été réalisées pour examiner le rôle que joue l’enzyme GCN5 dans la fibre musculaire. Les chercheurs ont constaté, avec cette série d’inactivations spécifiques aux muscles chez les souris, un déclin notable de la santé musculaire lors d’un stress physique, comme la course sur tapis roulant en descente, un type d’exercice reconnu pour provoquer des micro-déchirures dans les fibres musculaires afin de stimuler la croissance musculaire. Les fibres musculaires des animaux de laboratoire se sont considérablement affaiblies lorsque ces derniers dévalaient la pente, comme celles des vieilles souris, alors que les souris de type sauvage n’ont pas été affectées de la même manière.
Selon le Dr Menzies, auteur principal de l’étude, les résultats sont similaires à ceux que l’on observe dans les cas de vieillissement avancé, de myopathie ou de dystrophie musculaire, des maladies génétiques qui se traduisent par un affaiblissement et une perte de masse musculaire progressifs. Ces résultats sont étayés par des données sur l’humain, notamment une corrélation négative observée entre le diamètre des fibres musculaires et la protéine Yin Yang 1, une protéine hautement multifonctionnelle qui joue un rôle central dans un grand nombre de processus cellulaires et que le laboratoire de Menzies a identifiée comme étant une cible de l’enzyme GCN5.
Les recherches de l’équipe ont révélé que l’enzyme GCN5 stimule l’expression des protéines musculaires structurelles clés, notamment la dystrophine, et que l’absence de celle-ci les réduit.
Ces résultats sont significatifs, car la dystrophine est la protéine la plus importante de l’organisme pour le maintien de la membrane des cellules musculaires. Elle sert en quelque sorte d’ancrage et d’amortisseur de chocs dans les cellules des muscles. Sans elle, les muscles seraient très sensibles au stress physique, et le dépérissement des muscles peut entraîner des conséquences invalidantes et mortelles.
« Notre publication démontre que si l’on élimine l’enzyme GCN5, la principale constatation s’avère être est un manque de dystrophine, et ce, sans que l’on observe une véritable perturbation des autres mécanismes », explique le Dr Menzies. Ce dernier fait remarquer que l’article confirme également d’autres recherches démontrant que l’enzyme GCN5 ne modifie pas le contenu des mitochondries musculaires, les centrales électriques des cellules, essentielles au maintien d’une bonne santé musculaire.
La recherche s’appuie sur des données montrant que la dystrophine est « importante pour le maintien de l’intégrité générale et de la santé des muscles », soutient le Dr Menzies.
Le Dr Menzies suggère que cette recherche pourrait contribuer à jeter les bases de la mise au point de nouveaux traitements. « Ces résultats pourraient donc s’avérer utiles pour la découverte de nouveaux traitements qui régulent l’activité de GCN5, ou ses cibles en aval, pour que les muscles restent sains en cas de cancer, de myopathie, de dystrophie musculaire ou de vieillissement ».
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