Cellules satellites et cellules souches musculaires

Bénédicte Chazaud
2018 Les Cahiers de Myologie  
Le muscle strié squelettique adulte normal est capable de régénérer après une lésion, recouvrant ainsi complètement sa fonctionnalité. On sait depuis plusieurs décennies que cette capacité est due aux cellules satellites logeant le long des myofibres. Au début des années 2000, la myologie fondamentale a bénéficié du développement de nouvelles technologies et de l'émergence de l'étude des cellules souches adultes, qui ont identifié les cellules satellites comme les cellules souches adultes du
more » ... cle strié squelettique. Ces techniques ont également permis d'identifier plusieurs types de cellules souches non-satellites résidant dans le muscle et capables de former du muscle. Cet article présente une chronologie rapide des connaissances sur le sujet et aborde des questions actuelles quant à la biologie des cellules souches du muscle. Les cellules satellites, des cellules souches uniques Les cellules satellites sont connues depuis les années 1960. Leur découvreur, Alexander Mauro, avait prédit qu'elles pourraient participer à la reconstruction du muscle après une lésion [1], les noyaux des myofibres étant post-mitotiques. Pendant environ 40 ans, la recherche sur les cellules satellites a permis de caractériser le programme myogénique adulte lequel permet à la cellule satellite, une fois activée lors d'une lésion, de former les nouvelles myofibres ( Figure 1 ). Les cellules satellites peuvent être aisément extraites du muscle et cultivées. In vitro, elles reproduisent les différentes étapes de la myogenèse adulte jusqu'à la fusion en myotubes plurinucléés contractiles, et sont dotées de capacité d'auto-renouvellement. À la fin des années 90, il a été montré in vitro que des cellules mononucléées exprimant Myf5 mais pas MyoD sont présentes à côté des myotubes bien différenciés. De plus, ces cellules sont capables de reformer une culture entière, incluant des myotubes et des cellules mononucléées, et ce pendant plusieurs passages, remplissant la définition des cellules souches à savoir des cellules capables de se différencier et de s'autorenouveler [2, 3] . La découverte du gène Pax7 par l'équipe de Michael Rudnicki (OHRI, Ottawa) a été une grande avancée dans la biologie des cellules satellites. Ce facteur de transcription est indispensable à la survie des cellules satellites [4] . Peter Zammit dans l'équipe de Terry Partridge (King's College, Londres) a montré en 2004, en utilisant le modèle de fibres musculaires isolées, que les cellules satellites activées entrent en prolifération et expriment à la fois Pax7 et MyoD. Les cellules qui s'engagent dans la différenciation terminale surexpriment MyoD et répriment l'expression de Pax7 alors que les cellules qui s'auto-renouvellent répriment l'expression de MyoD et surexpriment Pax7 [5] . Le fait que MyoD puisse être réprimé après avoir été pleinement exprimé par les cellules myogéniques a représenté un changement conceptuel dans la façon d'appréhender la plasticité des cellules myogéniques au cours de la myogenèse adulte. L'année suivante, la même équipe londonienne a fait la démonstration in vivo chez la souris que les cellules satellites pouvaient à la fois participer à la régénération musculaire en se différenciant en myofibres, et s'auto-renouveler pour reformer le stock de cellules satellites disponibles pour une régénération ultérieure [6] . Les chercheurs du King's College ont greffé une seule myofibre provenant d'une souris dont les noyaux sont repérables par un gène rapporteur sous le contrôle de Myf5. Ils ont pu ainsi démontrer la participation des sept noyaux de la myofibre donneuse aux deux processus de formation de nouvelles fibres et de nouvelles cellules satellites, établissant ainsi que les cellules satellites sont les cellules souches adultes du muscle strié squelettique adulte. Ces travaux ont été récemment confirmés par trois laboratoires indépendants montrant que la déplétion (par la technologie Cre-Lox) des cellules exprimant Pax7 (donc les cellules satellites) empêche complètement la régénération musculaire après une lésion massive chez la souris [7] [8] [9] . Depuis ces travaux, les équipes de recherche s'attachent maintenant à comprendre plus en détail la biologie des cellules satellites, et en particulier s'il PHYSIOLOGIE
doi:10.1051/myolog/201817003 fatcat:uidkoc6vhbbffkun2d7o6zrsp4