Alors que la population mondiale vieillit rapidement, la sarcopénie, une maladie qui touche des millions de personnes âgées et diminue considérablement leur qualité de vie, devient un problème de santé publique urgent. Aujourd'hui, une nouvelle découverte réalisée par des scientifiques de la faculté de médecine de Duke-NUS pourrait conduire à de meilleurs traitements pour cette maladie.
Dans l'étude publiée dans la revue AutophagieLes scientifiques ont découvert que les niveaux d'un certain type de protéine, appelée DEAF1 (Deformed epidermal autoregulatory factor-1), doivent être maintenus à des niveaux optimaux pour soutenir la réparation et la régénération musculaires, un processus qui devient souvent défectueux avec le vieillissement ou à la suite de maladies comme le cancer. Cette découverte pourrait conduire à de nouveaux traitements pour les maladies liées à la dégénérescence musculaire, telles que la sarcopénie et la cachexie.
L’étude a mis en évidence le rôle des cellules souches musculaires, qui sont importantes pour la réparation et la régénération musculaire. Ces cellules spécialisées remplacent le tissu musculaire endommagé ou perdu après une blessure ou un stress. Les cellules souches musculaires deviennent moins efficaces avec l’âge, contribuant à la perte musculaire observée dans la sarcopénie.
En étudiant le rôle de DEAF1 dans la fonctionnalité et la régénération des cellules souches musculaires, les chercheurs ont découvert que DEAF1 régule l’autophagie, un processus vital qui permet aux cellules d’éliminer et de recycler les composants endommagés. Pour maintenir la santé musculaire, une autophagie efficace des cellules souches musculaires est essentielle. L’étude montre que DEAF1 est crucial dans la gestion de ce processus.
Le Dr Goh Kah Yong, chercheur associé au programme de biologie du cancer et des cellules souches de Duke-NUS, qui est co-premier auteur de cette étude avec la candidate au programme de doctorat en biologie et médecine intégrées de Duke-NUS, Mme Lee Wen Xing, a expliqué :
« Lorsque les niveaux de DEAF1 sont trop élevés ou trop faibles, cela perturbe ce processus critique de nettoyage dans nos cellules. Des niveaux élevés de DEAF1 inhibent l'autophagie, ce qui entraîne l'accumulation de protéines endommagées dans les cellules souches musculaires, entraînant la mort cellulaire. D'un autre côté, des niveaux insuffisants de DEAF1 entraînent une autophagie excessive, altérant les cellules musculaires en perturbant leur capacité à se réparer et à survivre. Le maintien d'un niveau équilibré de DEAF1 est essentiel pour la santé musculaire et une régénération efficace. »
Alors que l’âge diminue la réparation et l’entretien des muscles, la diminution des niveaux de DEAF1 pourrait rétablir l’équilibre en stimulant le processus de nettoyage cellulaire, améliorant ainsi la survie des cellules souches musculaires et leur capacité à créer de nouveaux tissus musculaires. Cela pourrait contrecarrer certains des effets néfastes du vieillissement sur les tissus musculaires, réduisant potentiellement la perte musculaire et améliorant la santé musculaire globale. Un tel traitement permettrait d’ajuster DEAF1 à des niveaux bénéfiques pour les personnes âgées aux prises avec la sarcopénie, un trouble courant lié à l’âge caractérisé par une perte graduelle et progressive de la masse et de la force musculaires.
La sarcopénie affecte considérablement la capacité d'une personne à effectuer ses activités quotidiennes, réduisant sa mobilité et son indépendance. De plus, elle augmente la vulnérabilité aux chutes et aux fractures et accroît la fragilité générale.
Le professeur adjoint Tang Hong-Wen du programme de biologie du cancer et des cellules souches de Duke-NUS, auteur principal de l'étude et premier lauréat du prix Diana Koh Innovative Cancer Research Fund, a déclaré :
« Les cellules souches musculaires et DEAF1 sont régulées par un groupe de protéines appelées FOXO. Dans les cellules souches musculaires, les FOXO agissent comme un régulateur clé en amont de DEAF1 pour maintenir des niveaux appropriés, ce qui est essentiel pour équilibrer l'autophagie. »
Cependant, l’activité de FOXO peut diminuer avec l’âge, ce qui perturbe l’équilibre du gène DEAF1 et entraîne une altération de la réparation et de la régénération musculaire. Curieusement, des essais précliniques avec des activateurs de FOXO ont montré qu’ils rétablissaient l’équilibre du gène DEAF1 et amélioraient la régénération musculaire, en particulier avec l’âge.
Gestion de la perte musculaire liée à la cachexie
Les stratégies visant à modifier les niveaux de DEAF1 pourraient également bénéficier aux patients cancéreux souffrant de cachexie, une maladie grave caractérisée par une atrophie musculaire importante. La cachexie diffère de la sarcopénie dans la mesure où elle est associée à des maladies chroniques comme le cancer et implique des mécanismes sous-jacents différents. Par conséquent, les stratégies de traitement doivent tenir compte des voies biologiques spécifiques associées à chaque maladie.
L'étude a montré que des niveaux élevés de protéine FOXO dans la cachexie entraînent une réduction des niveaux de DEAF1, qui à leur tour stimulent l'autophagie. Cependant, contrairement à la sarcopénie, où une autophagie accrue pourrait favoriser la réparation musculaire, une autophagie excessive dans la cachexie aggrave la fonte musculaire. Dans la cachexie, à l'inverse, l'augmentation des niveaux de DEAF1 pourrait potentiellement ralentir la perte musculaire, améliorant ainsi les résultats des patients et leur qualité de vie.
Bien qu’une perte musculaire soit observée à la fois dans la sarcopénie et dans la cachexie, les mécanismes fondamentaux sous-jacents à ces conditions sont entièrement différents.
Il est essentiel de comprendre ces différences pour développer des traitements ciblés qui s'attaquent spécifiquement à la cause sous-jacente de la perte musculaire dans diverses pathologies. À mesure que la population mondiale vieillit et que les maladies chroniques comme le cancer deviennent plus répandues, ces connaissances seront essentielles pour améliorer les résultats en matière de santé et la qualité de vie des personnes touchées par ces pathologies difficiles.
Professeur Patrick Tan, vice-doyen principal chargé de la recherche à Duke-NUS
Les chercheurs étudient également le rôle du gène DEAF1 dans d’autres tissus dans l’espoir de découvrir de nouvelles connaissances qui pourraient conduire à des traitements innovants pour d’autres problèmes de santé.
Duke-NUS est un leader mondial de l'enseignement médical et un pôle de recherche biomédicale, combinant la recherche scientifique fondamentale avec le savoir-faire translationnel pour apporter une meilleure compréhension des maladies courantes et développer de nouvelles approches de traitement pour améliorer la vie des personnes à Singapour et au-delà.
Cette recherche est soutenue par la National Research Foundation de Singapour dans le cadre du National Medical Research Council (NMRC) Open Fund – Individual Research Grant (MOH-001208) et administrée par le ministère de la Santé de Singapour par l'intermédiaire du bureau du NMRC, MOH Holdings Pte Ltd, et le ministère de l'Éducation de Singapour dans le cadre du MOE Tier 1 (2022-MOET1-0004).
