Néanmoins, même avec une pratique physique intensive et une alimentation équilibrée, la perte musculaire reste relativement importante dans l’espace. C’est pourquoi les scientifiques ont cherché d’autres solutions, notamment en s'inspirant de la nature avec les animaux hibernants.
En effet, ceux-ci sont capables de rester immobilisés pendant de long mois. Après 130 jours d'hibernation, les muscles squelettiques de l'ours perdent en moyenne 23% de leur force. De plus, il n'y a pas chez ces espèces hibernantes de diminution du nombre et de taille des cellules musculaires squelettiques comme pour l’Homme. Des causes génétiques sont impliquées, en particulier des micro-ARN plus ou moins activés impliquant l'inhibition de la myostatine, en diminuant l'expression de ces gènes et surexprimant son antagoniste. d’autres protéines régulatrices, la myostatine étant la plus fondamentale (c'est elle que nous allons détailler).
L'inhibition de la myostatine
La myostatine ou GDF8, pour Growth and Differenciation Factor 8, est une molécule sécrétée naturellement par les cellules musculaires squelettiques au cours du développement et à l’âge adulte. Elle appartient à la famille des TGF-bêta, pour Transforming Growth Factor, des protéines jouant un rôle essentiel dans la régulation normale ou pathologique de la croissance et de la différenciation cellulaire.
Lorsqu’elle est codée par son gène, la myostatine est une protéine inactive composée de deux entités : un propeptide (=petite protéine) et un fragment dit « mature » . Par la suite, ces deux éléments se séparent et le fragment mature s’organise en double anneau : c’est la myostatine active. Le propeptide, seul, joue alors le rôle de régulateur de l’activité de la myostatine. Il se refixe à elle après la formation de l’anneau et l’inactive. Mais lorsque la myostatine rencontre son récepteur spécifique, activine ActRIIB, à la surface des cellules, le propeptide se détache et la myostatine déclenche un ensemble de processus limitant la croissance musculaire. À l’issue de cette cascade de réactions, on observe une diminution de la taille et du nombre de fibres musculaires.
Expliqué en images, le mode d'action de la myostatine (crédits schémas Dominique Hoarau pour l'Agence Française contre les Myopathies)
À l’heure actuelle, les recherches sur l’inhibition de la myostatine grâce à la follistatine, dans le cadre de la thérapie génique, montrent une grande efficacité. La follistatine est un fort antagoniste de la myostatine naturellement présent dans l'organisme : elle neutralise son activité inhibitrice en se liant au dimère mature et en inhibant sa liaison sur son récepteur. L’ajout/l'augmentation de la synthèse de follistatine dans l’organisme peut constituer un moyen d’augmenter la masse musculaire. Cependant, d'autres solutions pour contrer la myostatine sont possibles et expliquées dans le schéma ci-dessous.
Autre piste d'action, la follistatine évoquée plus haut est un exemple de propeptide qui maintient la molécule inactive (crédit : Dominique Hoarau)
De nombreuses thérapies géniques sont aussi à l’étude, ainsi que des solutions utilisant les cellules souches, pour limiter l’atrophie musculaire dans ce contexte ou celui de maladies. En effet, les cellules musculaires ne se divisent pas. En cas de lésion, elles sont remplacées par division de cellules satellites (=cellules précurseures du muscle responsables de la régénérescence et de la réparation des fibres musculaires). Un ajout de ces cellules ou une augmentation de leur capacité à se diviser pourrait aider dans la régénération des muscles.
Avec ces stimulations, on pourrait tout à fait imaginer aider les astronautes à limiter leur perte musculaire. La croissance des myofibrilles étant moins limitée, cela permet le maintien de la masse musculaire et de la force. Néanmoins, ceci ne sont que des prémices, aucun traitement n'est encore valable (ni même vraiment envisagé puisque les missions sont courtes).
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