L’horloge interne du corps ne détermine pas seulement l’heure à laquelle nous dormons, mais aussi la vitesse à laquelle nos muscles guérissent. Une nouvelle étude menée sur des souris par Northwestern Medicine, publiée dans Science Advances, suggère que les blessures musculaires guérissent plus rapidement lorsqu’elles se produisent pendant les heures d’éveil naturelles de l’organisme. Selon l’auteur principal, Clara Peek, professeur adjoint de biochimie et de génétique moléculaire à la Feinberg School of Medicine de la Northwestern University, ces résultats pourraient avoir des implications pour les travailleurs postés et s’avérer utiles pour comprendre les effets du vieillissement et de l’obésité. L’étude pourrait également aider à expliquer comment des perturbations telles que le décalage horaire et le passage à l’heure d’été affectent le rythme circadien et la récupération musculaire.

Rythmes circadiens et récupération musculaire

« Dans chacune de nos cellules, nous avons des gènes qui forment l’horloge circadienne moléculaire », explique Peek. « Ces gènes de l’horloge codent pour une série de facteurs de transcription qui régulent de nombreux processus dans l’ensemble de l’organisme, en les programmant pour qu’ils se produisent au moment approprié de la journée. Des choses comme le comportement veille/sommeil, le métabolisme, la température corporelle et les hormones, tout cela est circadien. Des recherches antérieures menées par le laboratoire de Peek ont montré que les souris régénèrent plus rapidement les tissus musculaires lorsqu’ils sont endommagés pendant leurs heures normales d’éveil. En revanche, lorsque les souris subissent des lésions musculaires pendant leurs heures de sommeil habituelles, la guérison ralentit. Dans l’étude actuelle, Peek et ses collaborateurs ont cherché à mieux comprendre comment les horloges circadiennes des cellules souches musculaires contrôlent la régénération en fonction de l’heure de la journée.

Pour l’étude, Peek et ses collaborateurs ont procédé au séquençage unicellulaire de muscles blessés et non blessés chez des souris à différents moments de la journée. Ils ont constaté que le moment de la journée influençait la réponse inflammatoire dans les cellules souches, qui signalent les neutrophiles – les « premiers intervenants » parmi les cellules immunitaires innées dans la régénération musculaire. Les chercheurs ont constaté que les signaux entre les cellules étaient beaucoup plus forts immédiatement après la blessure lorsque les souris avaient été blessées pendant leurs heures d’éveil. Il s’agit d’une découverte passionnante et d’une preuve supplémentaire que la régulation circadienne de la régénération musculaire est contrôlée par ce dialogue entre les cellules souches et les cellules immunitaires. Les scientifiques ont découvert que l’horloge des cellules souches musculaires influençait également la production de ^NAD+ après une blessure. Le ^NAD+ est une coenzyme présente dans toutes les cellules, essentielle à la production d’énergie dans l’organisme et impliquée dans des centaines de processus métaboliques. Ensuite, l’équipe de scientifiques a utilisé un modèle de souris génétiquement modifié qui augmente spécifiquement la production de ^NAD+ dans les cellules souches musculaires et a constaté que le ^NAD+ induit des réponses inflammatoires et le recrutement de neutrophiles, favorisant ainsi la régénération musculaire.

Un domaine de recherche passionnant

Selon les chercheurs, ces résultats pourraient être particulièrement utiles pour comprendre les troubles du rythme circadien associés au vieillissement et à l’obésité. Les troubles du rythme circadien associés au vieillissement et les syndromes métaboliques tels que l’obésité et le diabète sont également associés à une régénération musculaire réduite. Les experts estiment que nous pouvons désormais nous poser les questions suivantes : Ces perturbations circadiennes contribuent-elles à réduire la capacité de régénération musculaire dans ces conditions ? Comment cela affecte-t-il le système immunitaire ?

À l’avenir, Peek et ses collaborateurs espèrent déterminer exactement comment le ^NAD+ déclenche les réponses immunitaires et comment ces réponses sont modifiées en cas de maladie. Une grande partie de la biologie circadienne se concentre sur les horloges moléculaires dans des types de cellules uniques et en l’absence de stress. Jusqu’à récemment, les chercheurs ne disposaient pas de la technologie nécessaire pour étudier de manière adéquate les interactions cellule-cellule. Comprendre comment les différentes horloges circadiennes interagissent dans des conditions de stress et de régénération est vraiment une nouvelle frontière passionnante.