Conception par bioingéniérie d’une nouvelle plate-forme d’unité motrice fonctionnelle pour étudier l’interaction neuromusculaire

Dans de nombreux troubles neurodégénératifs et musculaires ainsi que lors de la perte d’innervation que l’on observe dans la sarcopénie, on trouve une mauvaise réinnervation musculaire et un dysfonctionnement de l’unité motriceEnsemble des fibres musculaires innervées par un même motoneurone a, qui se contractent simultanément et sont à l’origine d’un potentiel d’unité motrice. (UM), deux caractéristiques pathogènes essentielles. Les études in vivoDans le vivant, à l’intérieur de l’organisme. des UM sont limitées en raison des difficultés à isoler et à extraire des unités motrices fonctionnelles, il est donc nécessaire de disposer d’un système simplifié et reproductible d’unité motrice conçue in vitro« Dans le verre », expériences réalisées en laboratoire en dehors de l’organisme..

Une équipe franco-britannique comprenant des chercheurs de l’Institut de Myologie ont développé et caractérisé un modèle fonctionnel de MU in vitro, permettant l’analyse du développement et de la fonction de l’unité motrice. Pour cela, ils ont utilisé une lignée cellulaire myoblastique humaine immortalisée qui a été co-cultivée avec des explants de moelle épinière d’embryon de rat dans un milieu sans sérumLiquide obtenu par coagulation du sang après rétraction du caillot. Il contient des éléments que l’on peut doser. / facteur de croissance. Les MU développées et la morphologie de leurs composants (jonction neuromusculaire, myotubes et motoneurones) ont été caractérisées par immunocytochimie« Technique de visualisation d’une protéine spécifique sur des coupes tissulaires (réalisées à partir d’une biopsie) en utilisant un anticorps spécifique de la protéine étudiée, qui va « accrocher » celle-ci et permettre de la repérer. », contraste de phase et microscopie confocale. La fonction de la MU a été évaluée par des observations en direct et une vidéographie de contractions spontanées de myotubes après provocation avec des antagonistes cholinergiques et des agonistes glutamatergiques.

Le blocage des récepteurs de l’acétylcholineNeurotransmetteur des synapses motrices qui, dans le cas de la jonction neuro-musculaire, se lie à un récepteur de type nicotinique permettant ainsi la contraction musculaire. par l’α-bungarotoxine a entraîné l’arrêt complet des contractions des myotubes, ce qui était réversible avec la tubocurarine. De plus, l’activité des myotubes était significativement plus élevée avec l’application d’acide L-glutamique. Toutes ces observations indiquent que les MU formées sont fonctionnelles.

Le modèle fonctionnel de co-culture nerf-muscle qui a été développé par les chercheurs pourrait être utilisé dans le criblage de médicaments et les études physiopathologiques des interactions neuromusculaires.

A Novel Bioengineered Functional Motor Unit Platform to Study Neuromuscular Interaction. Saini J, Faroni A, Reid AJ, Mamchaoui K, Mouly V, Butler-Browne G, Lightfoot AP, McPhee JS, Degens H, Al-Shanti N. J Clin Med. 2020 Oct 10;9(10):3238. doi: 10.3390/jcm9103238. PMID: 33050427; PMCID: PMC7599749.