Interactions os-muscle au cours de la régénération musculosquelettique – Bone-Muscle-Repair

Les os et les muscles sont étroitement liés au cours du développement, de la croissance et du vieillissement. Pourtant les interactions bidirectionnelles entre les os et les muscles sont peu étudiées. Il est évident qu’une meilleure compréhension des interactions os-muscle pourrait bénéficier au traitement de nombreuses maladies touchant le système musculo-squelettique. Les maladies du système musculo-squelettique touchent une large proportion de la population, que ce soient des maladies génétiques affectant le développement et la croissance telles que les dystrophies musculaires et dysplasies osseuses, les cancers, les maladies dégénératives liées au vieillissement telles que l’ostéoporose et l’arthrose ou encore les défauts de régénération suite à un traumatisme. Le but de ce projet est d’élucider les bases cellulaires et moléculaires des interactions os-muscle dans le contexte de la régénération tissulaire. Suite à un traumatisme, la blessure atteint souvent les os et les muscles adjacents. Pourtant, les mécanismes de régénération des os et des muscles sont étudiés indépendamment. Bien que les muscles squelettiques et les os possèdent de grandes capacités de régénération, il est indispensable de mieux comprendre les interactions os-muscle afin de stimuler la régénération de ces tissus en améliorant l’activation des cellules souches responsables de la régénération tissulaire. Nous proposons de mettre en évidence le rôle des cellules souches et des facteurs moléculaires impliqués dans ces interactions os-muscle.

Nos résultats préliminaires montrent que ces interactions os-muscle sont indispensables à la régénération musculo-squelettique. Nous avons montré que le périoste, le tissu entourant l’os et en interaction directe avec le muscle, contient une population de cellules souches jouant un rôle clé dans ces interactions. Nous avons aussi montré qu’une déficience des cellules souches musculaires (cellules satellites) impacte la régénération osseuse. Les 3 volets de ce projet visent donc à (1) définir les populations de cellules souches dans le muscle (cellules satellites) et l’os (cellules souches du périoste) impliquées dans la régénération musculo-squelettique, (2) déterminer le rôle des Bone Morphogenetic Proteins (BMPs) dans les interactions bidirectionnelles entre le muscle et l’os, (3) identifier de nouveaux facteurs régulant ces interactions bidirectionnelles. Nous utiliserons les modèles murins de régénération osseuse et musculaire établis dans les laboratoires des 2 partenaires, ainsi que des approches de lignage cellulaire grâce à des marqueurs génétiques et des greffes de tissus/cellules souches. Nous analyserons les conséquences de l’inactivation de la voie BMP dans les lignages musculaires et mésenchymateux sur la régénération musculo-squelettique et le recrutement des cellules souches. Nous utiliserons des approches de transcriptome pour déterminer de nouveaux facteurs secrétés par les cellules souches musculaires et squelettiques en cours de régénération.

Notre but est d'élucider les mécanismes de recrutement des cellules souches, afin de comprendre leurs fonctions au cours de la régénération musculo-squelettique et leurs déficits chez les patients souffrant de retard de réparation et atteints d’autres maladies du système musculo-squelettique. Ces résultats permettront de mieux comprendre les mécanismes fondamentaux de la régénération musculo-squelettique et d’améliorer les approches cellulaires pour corriger les retards et les anomalies de régénération tissulaire.