Une protéine qui augmente la résistance à l’effort du muscle squelettique

Des chercheurs de l’université du Texas viennent de mettre en évidence chez la souris une protéine dépendante de la voie de signalisation du calcium, qui active le métabolisme énergétique mitochondrial et permet au muscle squelettique de devenir plus résistant et plus endurant à l’effort. Des perspectives thérapeutiques s’ouvrent aux personnes souffrant de pathologies musculaires liées à l’âge ou à des maladies comme les insuffisances cardiaques et respiratoires.

L’activité des mitochondries (usines énergétiques de la cellule) et leur biogenèse sont étroitement liées à leur capacité oxydative mobilisée lors d’un exercice physique aérobie (endurance), mais on ne connaît pas bien les mécanismes impliqués dans le recrutement des mitochondries lorsqu’une cellule doit augmenter son métabolisme énergétique.

Hai Wu (université du Texas) et ses collaborateurs du Duke University medical Center, sachant que dans le muscle squelettique en activité, de grandes quantités intracellulaires d’ions calcium sont générées, ont étudié chez la souris, ce qui se passait lorsqu’était exprimée de manière constitutive la forme active d’une protéine de signalisation dépendante du calcium, la calcium/calmoduline-dependent protein kinase (CaMK), dans le muscle squelettique d’animaux transgéniques pour le gène de la CaMK exprimé de manière permanente.

Les chercheurs ont observé dans les muscles squelettiques de ces animaux, une augmentation de la réplication de l’ADN mitochondrial ainsi qu’une genèse mitochondriale, une surexpression des enzymes mitochondriales impliquées dans le métabolisme des acides gras et le transport des électrons, et enfin une réduction de la fatigue musculaire durant des contractions répétées.

Il a été également trouvé que CaMK induisait l’expression de PGC-1, un régulateur positif clé de la genèse mitochondriale in vivo et in vitro dans les myocytes en culture.

Une voie de signalisation régulée par le calcium semble donc, selon les auteurs, contrôler le biogenèse des mitochondries dans les cellules de mammifères.

Source : Science 12 avril 2002;296:349-52

PI