Le muscle cardiaque (pour pomper le sang), le muscle squelettique (pour le mouvement et la posture) et la graisse brune (pour la production de chaleur) du corps nécessitent chacun beaucoup d’énergie et génèrent beaucoup de déchets. Et ces déchets doivent être gérés.
Aujourd’hui, des scientifiques de l’Université de Californie à San Francisco, de l’Université de Yale, de l’Université Pompeu Fabra et du Centre national espagnol de recherche cardiovasculaire ont découvert comment les tissus adaptent leur capacité de dégagement pour répondre à leurs besoins en matière de gestion des déchets.
Dans une étude publiée le 4 septembre dans Immunologie scientifique les chercheurs ont découvert que les tissus exigeants en énergie abritent de grandes équipes de nettoyage de cellules immunitaires appelées macrophages, ce qui signifie « gros mangeur ». La taille de l’équipe de déminage dépend de l’activité métabolique de chaque tissu et de la quantité de déchets qu’ils produisent.
« Cet équilibre entre les demandes énergétiques élevées et le nombre de macrophages semble être essentiel pour notre santé », a déclaré José A. Nicolás-Ávila, PhD, professeur adjoint de microbiologie et d’immunologie à l’Institut de recherche cardiovasculaire de l’UCSF et auteur principal de l’étude.
Une grande partie des déchets est constituée de mitochondries endommagées – les organites des « centrales électriques » qui transforment les nutriments en énergie que les cellules peuvent utiliser. À mesure que les mitochondries s’usent pour alimenter les cellules, elles sont rejetées comme déchets. Plus un tissu nécessite d’énergie, plus les mitochondries sont envoyées à la poubelle.
Les scientifiques ont suivi les mitochondries du muscle cardiaque, du muscle squelettique et de la graisse brune chez la souris et ont constaté que les mitochondries épuisées se retrouvaient à l’intérieur des macrophages. Lorsque l’équipe a empêché les macrophages de nettoyer les déchets, le système s’est effondré : le muscle cardiaque a réduit le pompage, les muscles squelettiques se sont affaiblis et la graisse brune s’est refroidie. En d’autres termes, les mouchoirs doivent rester propres pour fonctionner de manière optimale.
Ils ont retracé le début du processus de nettoyage jusqu’aux cellules structurelles appelées fibroblastes, dont le nombre augmentait parallèlement à l’activité mitochondriale du tissu. Les fibroblastes ont ensuite émis un signal qui a incité les macrophages à se multiplier également, permettant ainsi aux tissus d’adapter la taille de leurs équipes de nettoyage à la quantité de déchets qu’ils produisent.
En examinant des ensembles de données accessibles au public sur les cellules musculaires humaines, les chercheurs ont découvert que le nombre de macrophages suivait l’activité mitochondriale musculaire, un indicateur de l’effort. Cette découverte suggère que le même système de gestion des déchets découvert chez la souris pourrait également s’adapter aux exigences métaboliques des muscles humains.
Le métabolisme tissulaire, l’accumulation de déchets et le nombre de macrophages changent avec le vieillissement. Nos résultats révèlent les signaux qui couplent ces processus, ouvrant la possibilité que cibler ce système pourrait aider à préserver la fonction tissulaire à mesure que nous vieillissons.
Laura Pena-Couso, PhD, co-premier auteur de l’étude et membre du CVRI
