Africa-Press – Senegal. Le sport a de nombreux effets bénéfiques: activation de la circulation sanguine, renforcement de la musculature et des os, consommation des lipides et des glucides… Mais il y a un effet que les scientifiques n’avaient, jusque là, pas documenté clairement: lorsque les muscles sont soumis à un entraînement, ils stimulent eux-mêmes la croissance des motoneurones, des cellules qui commandent les muscles pour permettre les mouvements volontaires. De précédentes études avaient bien souligné un potentiel lien de cette nature entre l’activité musculaire et la croissance nerveuse, mais pas de cette importance.
En 2023, des chercheurs du prestigieux Massachusetts Institute of Technology (MIT) ont été capables de restaurer la mobilité de souris pourtant atteintes d’une importante blessure musculaire. Pour cela, ils ont implanté du tissu musculaire sur la blessure avant de le stimuler. Finalement, la greffe a permis aux souris de retrouver leurs fonctions motrices. Comment ?
Lorsque les chercheurs ont analysé la greffe, ils se sont rendus compte que l’exercice physique avait conduit celle-ci à produire des signaux biochimiques connus pour favoriser la croissance des nerfs et des vaisseaux sanguins. “C’était intéressant, car nous pensons toujours que les nerfs contrôlent les muscles, mais nous ne pensons pas que les muscles communiquent avec les nerfs, remarque dans un communiqué la chercheuse Ritu Raman. Nous avons donc commencé à penser que la stimulation musculaire favorisait la croissance nerveuse. Les gens ont répondu que c’était peut-être le cas, mais qu’il existe des centaines d’autres types de cellules chez un animal, et qu’il est très difficile de prouver que le nerf se développe davantage à cause du muscle, plutôt que du système immunitaire ou d’un autre facteur jouant un rôle”.
Une croissance quatre fois plus rapide
Une nouvelle étude, publiée le 10 novembre 2024 dans la revue Advanced Healthcare Materials, a permis de vérifier in vitro le rôle du muscle sur la croissance nerveuse. Au cours de celle-ci, les chercheurs du MIT ont méticuleusement isolé les cellules musculaires de toutes influences pour éviter les biais. Ils ont ainsi créé, en laboratoire, un minuscule tissu musculaire avec des cellules de souris, modifié génétiquement pour se contracter en réponse à la lumière. Ils pouvaient ainsi lui permettre de s’exercer comme s’il se trouvait dans le corps d’un animal.
Ils ont ensuite récupéré la solution dans laquelle baignait le tissu afin d’utiliser les substances qu’il avait sécrétées. Et ils ont placé cette solution dans un récipient contenant des motoneurones (ou neurones moteurs) de souris. L’effet a été rapide: les cellules nerveuses ont rapidement commencé à grandir, quatre fois plus vite que celles qui n’avaient pas reçu la solution. Ces neurones “poussent beaucoup plus loin et plus vite, et l’effet est assez immédiat”, commente Ritu Raman.
Ils sont, comme s’en doutaient les chercheurs, exposés à des myokines. Ces protéines, des facteurs biochimiques, sont sécrétées par la contraction répétée d’un muscle. Produites par les cellules musculaires, elles sont libérées dans le système circulatoire et peuvent moduler l’activité cellulaire dans le corps.
Une croissance mécanique et biochimique
Mais comment exactement les neurones répondent-ils à ces signaux cellulaires ? Pour le comprendre, les scientifiques ont étudié les changement d’expression des gènes de ces cellules nerveuses. “Nous avons constaté que de nombreux gènes régulés à la hausse dans les neurones stimulés par l’exercice n’étaient pas seulement liés à la croissance des neurones, mais aussi à leur maturation, à leur capacité à communiquer avec les muscles et les autres nerfs, et à la maturité des axones, explique la chercheuse. L’exercice semble avoir un impact non seulement sur la croissance des neurones, mais aussi sur leur maturité et leur bon fonctionnement”.
Si les muscles ont un effet biochimique sur les neurones, via les myokines, ils ont également un impact mécanique. En effet, les motoneurones bougent en même temps que les muscles auxquels ils sont liés lorsque ceux-ci se contractent et se décontractent. Ces mouvements peuvent-ils également favoriser la croissance des cellules nerveuses ? En exerçant seulement un ensemble de neurones, sans muscle et 30 minutes par jour, les chercheurs ont noté une croissance aussi élevée que lors du “bain” avec des myokines.
Les scientifiques du MIT ont découvert que la croissance des motoneurones augmentait de manière significative sur 5 jours en réponse à des signaux biochimiques (à gauche) et mécaniques (à droite) liés à l’exercice. La boule verte représente un groupe de neurones qui se développent vers l’extérieur en longues queues, ou axones. Crédit: Angel Bu
“C’est un bon signe car cela nous indique que les effets biochimiques et physiques de l’exercice sont tout aussi importants”, remarque Ritu Raman. Cependant, malgré une morphologie similaire entre les neurones stimulés mécaniquement et ceux stimulés biochimiquement, l’action mécanique semblait avoir une action plus faible que l’autre sur l’expression des gènes. Une différence, peut-être due au protocole utilisé, qui devrait être mieux comprise lors de prochaines études.
S’ils sont encore préliminaires, ces résultats offrent l’espoir d’une meilleure prise en charge des personnes atteintes de maladies neurodégénératives. En ciblant leurs muscles, les chercheurs espèrent pouvoir, un jour, rétablir en partie leur mobilité.
Pour plus d’informations et d’analyses sur la Senegal, suivez Africa-Press
