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SORTIE PUBLIQUE: 14-DEC-2017
Les chercheurs suivent la dynamique des cellules souches musculaires en réponse aux blessures et au vieillissement
Différences distinctes trouvées dans la façon dont les cellules souches du muscle squelettique font face à différents stimuli

La Jolla, Californie, 14 décembre 2017 – Une nouvelle étude menée par des chercheurs du Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute (SBP) décrit la biologie qui explique pourquoi les cellules souches musculaires réagissent différemment au vieillissement ou aux blessures. Les résultats, publiés dans Cell Stem Cell, ont des implications importantes pour les stratégies thérapeutiques visant à régénérer le muscle squelettique en réponse à l'usure normale du vieillissement, ou en cas de blessures ou de maladies musculaires telles que la dystrophie musculaire.

«Notre étude est l'une des premières à examiner les cellules souches musculaires dans leur tissu natif avec une résolution au niveau d'un seul clone», explique Alessandra Sacco, Ph.D., professeur au SBP. «Cela nous a permis de sonder l'hétérogénéité dynamique des cellules, une mesure de leur flexibilité pour répondre à l'exercice, aux blessures et à l'usure normale qui se produit avec le vieillissement. En utilisant cette approche, nous avons trouvé des différences surprenantes dans le degré auquel la tige les cellules peuvent maintenir cette hétérogénéité, selon ce qu'on leur demande de faire. "

Les cellules souches musculaires adultes sont essentielles pour réparer et régénérer les muscles tout au long de la vie. Ces cellules sont situées entre les fibres musculaires et existent en tant que population hétérogène qui a besoin de «s'auto-renouveler» pour maintenir la population de cellules souches, ainsi que de se différencier en cellules myogéniques qui prolifèrent, se différencient et fusionnent pour créer de nouvelles fibres musculaires.

«Les cellules souches musculaires doivent maintenir un spectre de capacités fonctionnelles pour être préparées aux changements globaux qui surviennent en raison des blessures, des maladies et du vieillissement», déclare Sacco. "Ici, nous nous sommes concentrés sur l'étude de la façon dont le pool de cellules souches musculaires réagit à l'âge ou après une blessure au muscle.

«Notre objectif est de comprendre comment les cellules souches font face ou cèdent de manière unique à ces différentes pressions. Ensuite, nous pouvons utiliser ces informations pour créer de nouvelles approches conçues pour prévenir spécifiquement la perte et / ou le dysfonctionnement des cellules souches musculaires liés à la sarcopénie – le terme médical pour la perte de masse et de force musculaire squelettique liée à l'âge – ou en association avec des maladies musculaires caractérisées par des lésions tissulaires chroniques, telles que les dystrophies, "ajoute Sacco.

L'équipe de recherche de Sacco a utilisé une technologie appelée traçage multi-lignées in vivo pour suivre la capacité d'auto-renouvellement et la gamme de descendants produits par les cellules souches individuelles. Les blessures répétitives entraînent de multiples cycles de réparation des muscles et sont utilisées comme modèle pour les maladies caractérisées par une dégénérescence et une faiblesse musculaires progressives, telles que les dystrophies musculaires.

«Les résultats étaient assez différents de ce à quoi nous nous attendions – les cellules souches musculaires âgées conservaient un assortiment diversifié de cellules dans l'ensemble du pool, bien qu'elles soient moins capables de proliférer et de se multiplier suffisamment. Le résultat a été inversé lorsque nous avons causé une blessure et avons observé comment le pool a répondu aux lésions tissulaires », explique Matthew Tierney, Ph.D., un ancien étudiant diplômé de Sacco, maintenant chercheur postdoctoral à l'Université Rockefeller. «En cas de blessure, le pool de cellules souches devient moins diversifié, mais conserve sa capacité proliférative.

«Nos résultats conduisent à plusieurs questions intéressantes sur les causes potentielles de ces différences observées – les cellules souches musculaires sont invitées à fonctionner dans un environnement local très différent avec l'âge ou pendant la régénération en raison d'une blessure, et nous soupçonnons que cela peut contribuer à certains des des comportements distincts que nous avons observés », ajoute Tierney.

«Cette étude a montré des différences nettes dans la dynamique des pools de cellules souches musculaires au cours du processus de vieillissement par rapport à une blessure soudaine», déclare Sacco. «Cela signifie qu'il n'y a probablement pas d'approche unique pour prévenir le déclin des cellules souches musculaires. Les stratégies thérapeutiques pour maintenir la masse musculaire et la force chez les personnes âgées devront probablement différer de celles des patients atteints de maladies dégénératives. "

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