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Nouvelles perspectives sur la myosite à inclusions

La recherche dévoile des mécanismes complexes dans la myosite à corps d'inclusion et met en lumière des différences entre les sexes.

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La myosite à inclusions (IBM) est une maladie musculaire qui touche surtout les adultes. Pour l’instant, y’a pas de traitement pour ça. Le principal symptôme de l’IBM, c’est la Faiblesse musculaire qui s’aggrave avec le temps, ce qui fait que beaucoup de patients finissent par avoir besoin d’un fauteuil roulant pour se déplacer à mesure que la maladie progresse. Cette condition réduit aussi l'espérance de vie et peut entraîner d'autres problèmes de santé.

On comprend pas trop les causes exactes de l'IBM, ce qui complique le développement de traitements efficaces. L'IBM est classée comme une myopathie inflammatoire idiopathique (IIM), surtout à cause de changements spécifiques qu’on trouve dans les échantillons de tissu musculaire. Ces changements incluent de l'Inflammation dans le tissu autour des fibres musculaires et la présence de certaines cellules immunitaires qui attaquent le tissu musculaire.

L'IBM se distingue des autres formes d'IIM parce qu'elle touche généralement des gens plus âgés, est plus fréquente chez les hommes que chez les femmes, et ne répond pas aux médicaments qui suppriment ou modifient le système immunitaire. En plus de l'inflammation, on voit une accumulation de différentes protéines, comme des peptides amyloïdes-β et d'autres substances nocives dans les cellules musculaires. Ces caractéristiques ressemblent à celles qu’on trouve dans d'autres maladies liées à l'âge comme Alzheimer et Parkinson, poussant certains experts à considérer l'IBM comme une condition dégénérative aussi.

Dysfonction mitochondriale dans l'IBM

Les Mitochondries sont les structures qui produisent de l'énergie dans les cellules. Dans presque toutes les biopsies musculaires de patients atteints de l'IBM, on a observé des signes de problèmes dans les mitochondries. Par exemple, il y a souvent une augmentation des fibres musculaires qui manquent de cytochrome c oxydase (CCO), une enzyme essentielle dans le processus de production d'énergie. De plus, il y a souvent plusieurs mutations dans l'ADN mitochondrial à l’intérieur du tissu musculaire.

Bien que la dysfonction mitochondriale et l'inflammation soient souvent observées dans l'IBM, on n’a pas encore complètement établi le rôle d’un processus appelé Mitophagie (l’élimination des mitochondries endommagées) dans l'IBM. La mitophagie est généralement déclenchée par des protéines spécifiques qui aident à identifier les mitochondries endommagées pour leur retrait. Ça implique une relation complexe entre plusieurs protéines qui signalent quand et comment dégrader les mitochondries abîmées.

Analyser les mécanismes de la maladie

Pour mieux comprendre les mécanismes sous-jacents de l'IBM, les chercheurs utilisent souvent des approches de biologie des systèmes. Ça inclut la transcriptomique, où on analyse l'ensemble des ARN des échantillons musculaires pour évaluer l'activité des gènes. Les études sur les échantillons musculaires des patients atteints de l'IBM ont généralement mis en lumière des gènes liés à l'inflammation, ce qui rend difficile l'exploration d'autres voies importantes qui pourraient aider à expliquer la maladie.

Un aspect important qui n’a pas encore été suffisamment abordé, c’est comment les patients masculins et féminins pourraient montrer des différences dans les mécanismes de la maladie, malgré le fait que les hommes soient plus souvent touchés et subissent souvent des symptômes plus graves.

Sélection des patients et conception de l'étude

Dans le cadre d’une étude sur l'IBM, les chercheurs ont rassemblé des données à partir des dossiers médicaux pour identifier les patients atteints de la maladie et un groupe témoin sans troubles musculaires. Les patients ont été sélectionnés s'ils répondaient aux critères de diagnostic établis pour l'IBM et n'avaient pas d'autres problèmes musculaires significatifs. Les deux groupes ont été appariés en fonction de l'âge et du sexe. La durée de la maladie a été notée, ainsi qu’un score d’un test musculaire manuel qui évaluait la force musculaire globale.

Des biopsies musculaires ont été prélevées sur les patients pour analyse. Les échantillons ont ensuite été congelés et préparés pour différents types d'analyses, y compris l'extraction d'ARN pour le séquençage et l'analyse des protéines.

Séquençage de l'ARN et analyse des données

Pour analyser l'ARN dans le tissu musculaire, les chercheurs ont utilisé un processus d'extraction spécifique et des techniques de séquençage. La qualité de l'ARN a été évaluée, et ces données ont été utilisées pour rechercher des différences entre les patients atteints d'IBM et les sujets témoins.

L'analyse a révélé des milliers de gènes exprimés différemment, avec une régulation significative à la hausse des gènes inflammatoires chez les patients atteints d'IBM. Beaucoup de ces gènes sont liés aux réponses immunitaires et à l'inflammation. Cependant, en cherchant des différences spécifiques au sexe dans l'expression des gènes, des modèles distincts se sont révélés pour les patients masculins et féminins, indiquant que les hommes pourraient avoir des manifestations de la maladie plus sévères.

Analyse des protéines

En plus de l'analyse de l'ARN, les niveaux de protéines dans les échantillons musculaires ont été mesurés en utilisant des méthodes comme le Western blot. Ce processus a aidé à identifier la présence de protéines spécifiques associées à l'Inflammasome NLRP3, qui est central aux réponses inflammatoires. Des niveaux accrus de ce complexe protéique ont été observés dans les échantillons d'IBM par rapport aux témoins. L'immunohistochimie, une technique pour visualiser des protéines spécifiques dans les sections de tissu, a montré une activité accrue de la protéine NLRP3 dans les fibres musculaires et les cellules immunitaires à proximité.

Altérations de la mitophagie

Une découverte importante a été l'altération de la mitophagie dans les tissus musculaires des patients atteints d'IBM. Les niveaux d'un marqueur spécifique connu sous le nom de p-S65-Ub, qui indique l'initiation de la mitophagie, étaient significativement plus élevés dans le groupe d'IBM par rapport aux témoins en bonne santé. Cela suggère que, bien que des mitochondries endommagées puissent s'accumuler, les processus de dégradation peuvent également être altérés.

D'autres études au sein des fibres musculaires ont révélé que les fibres de type 2 (qui sont à contraction rapide et contiennent moins de mitochondries) présentaient des altérations plus importantes dans la mitophagie par rapport aux fibres de type 1. Cela suggère que certaines fibres musculaires pourraient être plus sensibles aux effets de l'IBM, surtout en ce qui concerne la fonction mitochondriale.

Corrélation avec la gravité de la maladie

Les chercheurs ont examiné si les niveaux de certaines protéines étaient corrélés à la durée de la maladie ou à la gravité de la faiblesse musculaire, telle qu'évaluée par les scores des tests musculaires. Les résultats ont indiqué une corrélation modérée entre les niveaux de l'inflammasome NLRP3 et la faiblesse musculaire chez les patients masculins, mais pas chez les femmes. Cela suggère que l'activation de NLRP3 pourrait être plus fortement liée aux problèmes de fonction musculaire chez les hommes.

Cycle vicieux d'inflammation et de dysfonction mitochondriale

L'étude suggère une relation cyclique entre l'activation de l'inflammasome NLRP3 et la dysfonction mitochondriale dans l'IBM. Les mitochondries libèrent des molécules qui peuvent déclencher l'inflammation, et normalement, les mitochondries endommagées sont éliminées par la mitophagie. Cependant, dans l'IBM, ce processus semble perturbé, perpétuant l'inflammation et d'autres dommages mitochondriaux. Ce cycle pourrait contribuer à la faiblesse musculaire persistante des patients.

Différences entre les sexes dans l'IBM

L'étude a mis en évidence des différences notables basées sur le sexe. Les hommes étaient plus susceptibles de présenter des symptômes graves et des expressions géniques sous-jacentes différentes par rapport aux femmes. Bien que certaines voies chez les femmes semblent protectrices, les hommes montrent des expressions géniques qui pourraient favoriser la progression de la maladie. Par exemple, les voies liées à la réponse au stress étaient plus actives chez les femmes.

Ces différences suggèrent que les réponses biologiques à l'IBM peuvent varier considérablement entre les sexes, ce qui pourrait avoir un impact sur l'évolution de la maladie et l'efficacité des traitements futurs.

Pensées finales

Cette recherche offre un aperçu des mécanismes complexes sous-jacents à la myosite à inclusions. Elle souligne l'importance de comprendre à la fois les processus inflammatoires et la santé mitochondriale dans cette maladie. D'autres études sont nécessaires pour explorer ces voies et leur potentiel en tant que cibles thérapeutiques.

Les résultats pourraient ouvrir la voie à de nouveaux traitements qui abordent ces problèmes entrelacés d'inflammation et de dysfonction mitochondriale, ce qui pourrait finalement améliorer les résultats pour les personnes souffrant d'IBM. Comprendre les différences entre les patients masculins et féminins pourrait également mener à des approches plus personnalisées dans le traitement et la gestion de cette condition difficile.

Source originale

Titre: NLRP3 inflammasome activation and altered mitophagy are key pathways in inclusion body myositis

Résumé: BackgroundInclusion body myositis (IBM) is the most prevalent muscle disease in adults for which no current treatment exists. The pathogenesis of IBM remains poorly defined. Inflammation and mitochondrial dysfunction are the most common histopathological findings. In this study, we aimed to explore the interplay between inflammation and mitochondrial dysfunction in IBM patients, highlighting sex differences. MethodsWe included 38 IBM patients and 22 age- and sex-matched controls without myopathy. Bulk RNA sequencing, Meso Scale Discovery ELISA, western blotting, histochemistry and immunohistochemistry were performed on frozen muscle samples from the study participants. ResultsWe demonstrated activation of the NLRP3 inflammasome in IBM muscle samples, with the NLRP3 inflammasome pathway being the most upregulated. On muscle histopathology, there is increased NRLP3 immunoreactivity in both inflammatory cells and muscle fibers. Mitophagy is critical for removing damaged mitochondria and preventing the formation of a vicious cycle of mitochondrial dysfunction--NLRP3 activation. In the IBM muscle samples, we showed altered mitophagy, most significantly in males, with elevated levels of p-S65-Ubiquitin, a mitophagy marker. Furthermore, p-S65-Ubiquitin aggregates accumulated in muscle fibers that were mostly type 2 and devoid of cytochrome-c-oxidase reactivity. Type 2 muscle fibers are known to be more prone to mitochondrial dysfunction. NLRP3 RNA levels correlated with p-S65-Ubiquitin levels in both sexes but with loss of in muscle strength only in males. Finally, we identified sex-specific molecular pathways in IBM, with females having activation of pathways that could offset some of the pathomechanisms of IBM. ConclusionsNLRP3 inflammasome is activated in IBM, along with altered mitophagy particularly in males, which is of potential therapeutic significance. These findings suggest sex-specific mechanisms in IBM that warrant further investigation.

Auteurs: Elie Naddaf, T. K. O. Nguyen, J. O. Watzlawik, H. Gao, X. Hou, F. C. Fiesel, J. Mandrekar, E. F. Kokesh, W. S. Harmsen, I. R. Lanza, W. Springer, E. Trushina

Dernière mise à jour: 2024-06-16 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.06.15.24308845

Source PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.06.15.24308845.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

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