Bien que des recherches considérables sur les jonctions neuromusculaires (NMJ) aient été menées, les perspectives d’études in vivo sur les NMJ sont limitées et leur mise en œuvre est difficile. Par conséquent, il existe un besoin évident non satisfait de développer un modèle de NMJ in vitro réalisable, robuste et physiologiquement pertinent.
Les auteurs, incluant des chercheurs de l’équipe de Vincent Mouly (Centre de recherche en myologie de l’institut) visaient à établir une nouvelle plate-forme NMJ humaine fonctionnelle, exempte de facteur de croissance neurale et de complexe neural et sérique, utilisant des myoblastes immortalisés et des cellules souches embryonnaires humaines pouvant être utilisées comprendre les mécanismes de développement et de dégénérescence des NMJ.
Les myoblastes humains immortalisés ont été co-cultivés avec des NPC engagés dérivés de hESC. Au cours des 7 jours, les myoblastes se sont différenciés en myotubes et les NPC se sont différenciés en neurones moteurs.
La germination d’axones neuronaux ramifiés pour former plusieurs sites d’innervation de NMJ le long des myotubes et les myotubes a montré une activité contractile spontanée étendue. L’immunomarquage à la choline acétyltransférase et à la βIII-tubuline a confirmé que les NPC étaient devenus des neurones moteurs cholinergiques. Le site postsynaptique des NMJ a également été caractérisé par coloration des récepteurs de la dihydropyridine, des récepteurs de la ryanodine et des récepteurs de l’acétylcholine par l’a-bungarotoxine.
Les auteurs ont mis en place une plateforme d’unité motrice humaine fonctionnelle pour les investigations in vitro. Ainsi, ce système de co-culture peut être utilisé comme une nouvelle plateforme pour 1) la découverte de médicaments dans le traitement des troubles neuromusculaires, 2) la caractérisation des mécanismes de la formation, de la régulation, du maintien et de la réparation des NMJ, et 3) l’exploration des maladies neuromusculaires, de la dégénérescence de la NMJ liée à l’âge, le vieillissement musculaire, la neuropathie et la myopathie diabétiques.
