Le format « Images de science » vous propose de décrypter une photographie particulièrement signifiante d’un point de vue scientifique, de la décrire et d’en comprendre les enjeux.
Voici des cellules musculaires humaines vues sous un microscope à fluorescence. En vert, on voit les protéines de myosine, présentes dans les cellules des muscles et qui permettent leur contraction ; en bleu, on repère les noyaux des cellules. Ce qui est intéressant ici c’est que l’on distingue deux types de cellules. D’une part, les fibres musculaires colorées en vert et contenant plusieurs points bleus – les noyaux – collés ensemble, et d’autre part des cellules souches musculaires, ne contenant qu’un seul noyau.
La technique d’« immunofluorescence » permet en effet de mettre en évidence des protéines, mais également leurs positions dans la cellule. Pour ce faire, on utilise un anticorps qui va se lier spécifiquement à une protéine d’intérêt, dans mon cas, sur une protéine du muscle appelée myosine. On ajoute ensuite un second anticorps, couplé à une molécule fluorescente, qui va révéler le premier anticorps en émettant de la lumière verte. La coloration bleue, elle, est due à une autre molécule fluorescente qui se fixe sur l’ADN contenu dans le noyau de la cellule. Comme les cellules souches musculaires ne comportent qu’un seul noyau et très peu de myosine, elles apparaissent donc en bleues, sans vert. Ce marquage de la myosine et des noyaux nous permet de constater que la plupart des cellules souches musculaires ont fusionné pour former de grosses cellules appelées fibres musculaires. Ces cellules contiennent du coup plusieurs noyaux, en bleu sur notre image, ce qui nous permet de vérifier que le processus de « myogenèse » – la formation de fibres musculaires – a bien eu lieu.
Qu’est-ce que la myogénèse ?
Le muscle représente 40 % du poids du corps et est composé de cellules souches et de fibres musculaires. Cet organe assure les mouvements de notre corps, le stockage de glucose et permet de réguler la température corporelle. Ces fonctions peuvent être diminuées par certaines maladies rares comme la dystrophie de Duchenne ou par des pathologies plus courantes comme le diabète ou la sarcopénie.
Le muscle est composé de fibres musculaires, permettant la contraction, et de cellules souches musculaires. Ces cellules souches musculaires sont dites « en quiescence », elles « dorment » et ne sont pas actives. Lors d’un effort physique ou d’une blessure, les fibres musculaires peuvent être abîmées. En réponse à cette lésion, l’organisme déclenche une réaction inflammatoire qui réveille une partie des cellules souches musculaires : celles-ci se multiplient, puis elles fusionnent avec les fibres musculaires pour les réparer. C’est ce qui se passe notamment lorsqu’on a des courbatures. Ce processus de formation de fibres musculaires est appelé « myogenèse ».
La culture in vitro de cellules prélevées sur un muscle de patient est couramment utilisée en recherche. Cette technique permet de mieux comprendre l’origine des maladies, mais aussi les mécanismes d’action de nouveaux traitements. Les cellules sont ensemencées dans des boîtes en plastique et cultivées dans des conditions proches de leur environnement d’origine. Notamment en les plaçant dans un milieu nutritif ou une matrice en trois dimensions mimant le tissu d’origine. La culture des cellules souches provenant du muscle permettra peut-être un jour de réparer le muscle endommagé ou de guérir un muscle affecté par le vieillissement (la sarcopénie) ou encore par une maladie génétique comme la dystrophie de Duchenne.