En vieillissant, vous devez prêter attention aux « maladies musculo-squelettiques ». Les nouvelles recherches de l’académicien Tang Peifu révèlent le mécanisme du vieillissement synchrone des muscles et des os !

Avec la vague croissante de vieillissement de la population mondiale, l'ostéoporose et l'atrophie musculaire (sarcopénie), deux « frères en détresse » sont devenus discrètement deux « obstacles » majeurs sur la voie de la santé des personnes âgées.

Dans mon pays, 32,0 % de la population de plus de 65 ans souffre d’ostéoporose, et ce chiffre atteint 51,6 % chez les femmes. Le vieillissement des muscles squelettiques et des os entraîne une diminution de la masse et de la fonction musculaires ainsi qu’une diminution de la densité osseuse, des conditions collectivement appelées syndrome de sarcopénie-ostéoporose (SOS). Non seulement ils affaiblissent conjointement la force des os et des muscles, mais ils augmentent également considérablement le risque de chutes et de fractures, menaçant gravement la capacité des patients âgés à vivre de manière autonome. Les maladies musculo-squelettiques ont un impact considérable sur la vie des personnes âgées, mais les options de traitement actuelles sont encore limitées.

Les traitements existants se concentrent sur le soulagement des symptômes et la prévention des fractures, comme l’utilisation de suppléments de calcium et de vitamine D pour améliorer la densité osseuse et la physiothérapie pour augmenter la force musculaire. Cependant, ces approches ne font souvent que ralentir la progression de la maladie, mais ne peuvent pas inverser fondamentalement le processus de vieillissement des muscles et des os. Face à ce défi, une équipe de recherche dirigée par l'académicien Tang Peifu, membre de l'Académie chinoise d'ingénierie et directeur du département d'orthopédie de l'hôpital général de l'Armée populaire de libération, nous a apporté une nouvelle perspective. Un résultat de recherche important de l'équipe, Deciphering Immune Landscape Remodeling Unravels the Underlying Mechanism for Synchronized Muscle and Bone Aging, a été publié dans la revue Advanced Science, révélant le remodelage du paysage immunitaire au cours du vieillissement musculaire et osseux, ce qui peut fournir des cibles potentielles pour le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques. *En acquérant une compréhension plus approfondie des changements qui se produisent au niveau cellulaire au cours du vieillissement, les scientifiques devraient développer des traitements qui peuvent cibler directement ces changements, prévenant et traitant ainsi plus efficacement les maladies musculo-squelettiques et améliorant la qualité de vie des personnes âgées.

L'équipe de recherche dirigée par l'académicien Tang Peifu a d'abord examiné les connaissances existantes sur le vieillissement musculaire et osseux. Ils soulignent que les mécanismes moléculaires sous-jacents au vieillissement synchronisé des muscles et des os sont encore mal compris. Cruz-Jentoft et Sayer (2019) ont souligné l’impact grave des troubles musculo-squelettiques sur la vie quotidienne des personnes âgées, notamment un risque accru de chutes et de fractures. Kirk et al. (2020) ont discuté des mécanismes moléculaires du vieillissement musculaire, tandis que Compston et al. (2019) s'est concentré sur l'épidémiologie et les stratégies de traitement de l'ostéoporose. Karsenty et Olson (2016) ont proposé une relation de couplage endocrinien entre l'os et le muscle, qui pourrait jouer un rôle dans le vieillissement synchrone du muscle et de l'os. Les études ci-dessus fournissent une base pour comprendre le vieillissement musculaire et osseux, mais n’ont pas encore complètement révélé les changements au niveau cellulaire au cours du processus de vieillissement. L'équipe de recherche a utilisé la technologie de séquençage d'ARN unicellulaire (scRNA-seq) pour explorer la diversité cellulaire et la dynamique transcriptionnelle des muscles et des os au cours du vieillissement, afin de révéler les mécanismes sous-jacents du vieillissement synchronisé. L’équipe a collecté des échantillons de muscles et d’os auprès de personnes d’âges différents et a analysé le type de cellules et les changements transcriptionnels. Ils ont identifié plusieurs types de cellules, notamment des cellules endothéliales, des fibroblastes, des lymphocytes, des cellules souches mésenchymateuses, des cellules musculaires lisses, des cellules satellites, des cellules myéloïdes et des lymphocytes.

La carte UMAP montre la répartition des différents types de cellules immunitaires et les changements liés à l’âge. Il convient de noter en particulier que l’étude a révélé des changements dans les cellules myéloïdes au cours du vieillissement, en particulier l’augmentation significative des macrophages TREM2+ dans les muscles et les os vieillissants, ce qui peut être lié à l’atrophie musculaire et à la perte osseuse, indiquant que ces cellules peuvent jouer un rôle clé dans le processus de vieillissement des muscles et des os. Les résultats révèlent les principaux types de cellules et les voies de signalisation dans les muscles et les os au cours du vieillissement.

Coloration par immunofluorescence

Grâce à la coloration par immunofluorescence, les chercheurs peuvent observer l’emplacement et le nombre de ces cellules dans le tissu et s’ils changent avec l’âge. L’étude a révélé que les gènes liés à la dystrophie musculaire et à la perte osseuse, tels que la phosphoprotéine sécrétée 1 (SPP1), sont fortement exprimés dans les Mac TREM2+. Cela suggère que SPP1 pourrait être une molécule clé qui joue un rôle central dans le vieillissement musculaire et osseux, ce qui fournit des indices importants pour comprendre le mécanisme du vieillissement synchrone des muscles et des os. Nous avons observé que chez les cellules T CD4+ âgées, il y a un glissement vers un phénotype pro-inflammatoire qui est activé par la sous-unité 1 du facteur nucléaire kappa B (NFKB1). Dans le muscle, les cellules T CD4+ ont subi une différenciation de type Th1, tandis que dans l'os, une tendance vers les cellules Th17 a été observée. Cela suggère que le système immunitaire peut subir des changements spécifiques au cours du vieillissement qui peuvent être associés à des phénotypes de vieillissement dans les muscles et les os.

Notre étude met en évidence le rôle des exosomes contenant BAG6 produits par les cardiomyocytes en dégénérescence dans la synchronisation du vieillissement musculaire et osseux. Ces exosomes communiquent avec les cellules Th17 dans l'os via leur récepteur NCR3, régulant à la hausse l'expression de CD6 dans les cellules Th17. Par la suite, les cellules Th17 interagissent avec les Mac TREM2+ via la signalisation CD6-ALCAM, stimulant finalement la transcription de SPP1 dans les Mac TREM2+. Cette découverte révèle un possible mécanisme de communication intercellulaire à longue portée entre le muscle et l’os, qui pourrait réguler le vieillissement synchronisé du muscle et de l’os au cours du vieillissement. Le muscle en dégénérescence délivre BAG6 via des exosomes, qui sont transportés par les vaisseaux sanguins et interagissent avec les cellules Th17 dans l'os, les TREM2+ Mac qui favorisent la différenciation des ostéoclastes et la résorption osseuse.

Références :

[1] Compston JE, McClung MR, Leslie WD. Ostéoporose. Lancette. 2019;393(10167):364-374. est ce que je:10.1016/S0140-6736(18)31703-0. PMID : 30640958.

[2] Cruz-Jentoft AJ, Sayer AA. Sarcopénie. Lancette. 2019;393(10183):2636-2650. est ce que je: 10.1016/S0140-6736(18)32366-0. PMID : 30863398.

[3] Karsenty G, Olson EN. Régulation endocrinienne du développement osseux et de l'homéostasie. Cold Spring Harb Perspect Biol. 2016;8(6):a017219. est ce que je: 10.1101/cshperspect.a017219. PMID : 27223286.

[4] Kirk B, Zanker J, Duque G. Mécanismes moléculaires du vieillissement musculaire. J Cachexie Sarcopénie Muscle. 2020;11(1):609-620. doi: 10.1002/jcsm.12479. PMID : 31980573.

[5] Yin P, Chen M, Rao M, Lin Y, Zhang M, Xu R, Hu X, Chen R, Chai W, Huang X, Yu H, Yao Y, Zhao Y, Li Y, Zhang L, Tang P. Décrypter le remodelage du paysage immunitaire dévoile le mécanisme sous-jacent du vieillissement synchronisé des muscles et des os. Sciences avancées (Weinh). 2024 févr.;11(5):e2304084. doi: 10.1002/advs.202304084. Epub 13 déc. 2023. PMID : 38088531 ; ID PMC : PMC10837389.

Écrit par : Xiaoyu

Critique : Shuxia

Mise en page : Chu Han