Un muscle cultivé en laboratoire, capable de se guérir et qui fonctionne après implantation : c’est possible, au moins chez le rat. Une étude, menée par l’université de Duke (Caroline du Nord, Etats-Unis), détaille le fonctionnement d’un muscle biomimétique. Un muscle squelettique fonctionnel a pu être greffé sur des rats, rapportent les auteurs dans l’édition en ligne de PNAS, et a reproduit les mêmes fonctions qu’un muscle originel.
Aussi puissant qu’un muscle réel
Après plusieurs années de recherche, l’équipe est parvenue à mettre au point un muscle artificiel complexe. Il peut se contracter, comme un vrai muscle, mais aussi faire appel à un stock de cellules souches, appelées cellules satellites, afin de se réparer.
Pour le mettre à l’épreuve, les chercheurs ont fait passer une série de tests en laboratoire. Après une stimulation électrique, le muscle s’est contracté avec 10 fois plus de puissance qu’aucun autre muscle artificiel, au point d’atteindre la même puissance qu’un muscle originel. Attaqué avec une toxine présente dans le venin de serpent, le muscle a aussi été capable de se guérir, avec l’intervention des cellules satellites. Comme chaque muscle naturel, celui-ci possède une réserve de ces cellules, prêtes à s’activer si les fibres musculaires sont abîmées. Ce processus de réparation, les chercheurs sont parvenus à le reproduire, comme le montre la photo ci-dessous.
Source : PNAS/Duke University
Une réussite chez le rat
« Le muscle que nous avons fabriqué représente une importante avancée sur le terrain », se félicite Nenad Bursac, qui a participé à l’étude. Le Dr Christian Pinset, responsable de l’équipe « Maladies musculaires » à l’Institut des cellules souches (I-Stem), se montre plus prudent mais reconnaît la réussite du projet.
Dr Christian Pinset, responsable de l’équipe Maladies musculaires » à l’I-Stem : « Les cellules s’organisent relativement bien, avec une partie des fonctions musculaires, comme la contraction. »
Une fois les tests conclus en laboratoire, les chercheurs ont implanté le muscle biomimétique à des rats. Grâce à une « fenêtre » sur le dos de l’animal, ils ont pu observer en direct, et en temps réel, l’intégration du muscle à l’organisme. Tous les deux jours pendant deux semaines, l’équipe a réalisé des images du muscle modifié pour produire un flash fluorescent au cours des pics de calcium à l'origine de la contraction musculaire. A mesure que le muscle se renforçait, rapporte l’étude, les flashes sont devenus plus forts. Les cellules sont également parvenues à voyager à travers les veines qui se sont développées dans ce muscle artificiel.
Prochaine étape pour les chercheurs : vérifier si ce muscle biomimétique peut être utilisé pour réparer de vraies blessures musculaires. Mais il s’agit là d’un travail sur le long terme, comme l’explique le Dr Christian Pinset : « Cela prendra du temps. Tout ce qui est fait chez le rat, il faudra le transposer chez l’homme, ce qui peut être difficile. Puis il faudra obtenir une production plus massive. » Toutefois, les domaines d’application d’un tel muscle ne manquent pas.
Dr Christian Pinset : « Le muscle pourrait être utile pour tout ce qui touche les petits muscles, comme les muscles oculaires. »
Dans une perspective plus immédiate, un muscle biomimétique pourrait s’avérer utile à l’industrie pharmaceutique, estime le Dr Pinset. Il pourrait par exemple être utilisé pour tester des molécules déjà mises au point.
