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Quand les muscles et les os se parlent

Des chercheurs jettent un nouvel éclairage sur les communications entre les tissus osseux et musculaires

Par : Jean Hamann
Cette coupe transversale d'un muscle à contraction rapide montre, en rouge, la localisation de la protéine RANK dans la membrane des fibres musculaires. C'est la première fois que la présence de RANK dans les muscles et sa localisation dans le pourtour des fibres musculaires sont démontrées.
Cette coupe transversale d'un muscle à contraction rapide montre, en rouge, la localisation de la protéine RANK dans la membrane des fibres musculaires. C'est la première fois que la présence de RANK dans les muscles et sa localisation dans le pourtour des fibres musculaires sont démontrées.
Des chercheurs du Département de réadaptation et du CHU de Québec-Université Laval viennent de lever le voile sur un nouveau pan de la communication entre les os et les muscles. Leurs travaux, qui portent sur une protéine appelée RANK, ouvrent de nouvelles perspectives pour le traitement des maladies musculaires. La revue American Journal of Physiology – Cell Physiology, dans laquelle ils publient leurs travaux, a salué cette percée en décernant aux chercheurs le prix du meilleur article de son édition de mars 2016.

De plus en plus d'observations suggèrent l'existence de mécanismes liant le métabolisme des os et celui des muscles. Pour s'en convaincre, il suffit de penser aux effets d'un séjour prolongé dans la station orbitale – qui cause à la fois une atrophie des muscles et une résorption des os chez les astronautes – ou à la prise de stéroïdes anabolisants, qui augmente la masse musculaire, mais aussi la densité osseuse. Les rouages qui lient de façon synchrone le fonctionnement des muscles et des os demeurent toutefois mal compris.

«On sait depuis près de 15 ans que RANK, RANKL et OPG, trois protéines produites par le tissu osseux, interagissent et jouent un rôle important dans le remodelage des os, souligne le responsable de l'étude, Jérôme Frenette. Lorsque les interactions entre ces protéines sont perturbées, l'ostéoporose s'enclenche.» Les réponses parallèles des os et des muscles observées chez les personnes atteintes de certaines maladies, notamment la dystrophie musculaire de Duchenne, ont donné l'idée aux chercheurs d'aller voir si ces protéines étaient aussi produites par les muscles. Il y a un an, l'équipe du professeur Frenette apportait la preuve que la chose était vraie dans le cas de l'OPG. Les plus récents travaux de ces chercheurs établissent que RANK est, elle aussi, exprimée à la surface membranaire des muscles, où ses interactions avec la protéine RANKL influencent le stockage des ions calcium, le maintien de la masse musculaire et la performance des muscles affaiblis par une condition pathologique.

Les expériences menées par les chercheurs révèlent que lorsqu'on empêche la production musculaire de RANK ou lorsqu'on traite des souris dystrophiques avec de l'OPG, l'effet positif se manifeste presque uniquement dans les fibres à contraction rapide. «Ces fibres sont les premières à disparaître lors du vieillissement ou de maladies musculaires, précise le professeur Frenette. Sans ces fibres puissantes, les personnes malades ou âgées ne peuvent monter des escaliers ou même se lever, ce qui les confine à leur lit ou à un fauteuil roulant à la fin de leur vie.»

Le chercheur suggère qu'il faudrait considérer la possibilité que les maladies neuromusculaires, le vieillissement ou les maladies chroniques comme le diabète, les dysfonctions rénales ou cardiaques, qui entraînent tous des faiblesses musculaires et osseuses, aient comme dénominateur commun la voie RANK/RANKL/OPG. «Il s'agit de l'une des questions que nous allons examiner au cours des prochaines années. Nous nous donnons dix ans pour percer certains des mystères de cette voie extrêmement complexe.»

L'article publié dans l'American Journal of Physiology – Cell Physiology est signé par Sébastien S. Dufresne, Nicolas A. Dumont, Antoine Boulanger-Piette, Rares Ovidiu David, Patrice Bouchard, Éliane Lavergne et Jérôme Frenette, de l'Université Laval, Val A. Fajardo, Daniel Gamu et A. Russell Tupling, de l'Université de Waterloo, Sandrine Aurélie Kake-Guena et Paul C. Pape, de l'Université de Sherbrooke, et Josef M. Penninger, de l'Austrian Academy of Sciences.

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