Une étude révèle le rôle déterminant du microbiote sur la fonction musculaire

Nos muscles sont essentiels pour maintenir notre posture, nous mouvoir ou tout simplement respirer. Les dysfonctions musculaires sévères (perte de masse) sont souvent associées à des maladies comme le cancer ou le diabète ; elles affectent aussi les personnes âgées ou en situation d’hypoactivité. Ces altérations musculaires ont un impact considérable sur la santé des sujets.

Les chercheurs de l’UMR DMEM et leurs collègues ont démontrés que le microbiote intestinal joue un rôle déterminant dans le fonctionnement optimal des muscles squelettiques. En l’absence de microbiote, la fonction musculaire se trouve altérée : performance de course en endurance réduite, fatigabilité du muscle accrue. Ces résultats ont été publiés dans American Journal of Physiology Endocrinology & Metabolism en 2019.

• Le microbiote : des fonctions émergentes

Le microbiote intestinal, communauté de micro-organismes qui résident ou transitent dans notre tube digestif, apparaît aujourd’hui comme un véritable organe riche et complexe avec de nouvelles fonctions émergentes. Son influence sur la fonction d’organes comme le cerveau et le foie a été démontré. Il aurait un impact dans de nombreuses pathologies incluant le cancer, la maladie d’Alzheimer et le diabète.

Existerait-t-il également un lien fonctionnel entre le microbiote intestinal et le muscle squelettique?

L’idée de tester cette hypothèse d’un dialogue entre microbiote intestinal et muscle squelettique est née des échanges entre les chercheurs de l’unité DMEM (Montpellier) spécialistes du muscle squelettique et ceux de l’unité MICALIS (Jouy en Josas) spécialisés dans l’étude du microbiote intestinal lors des assises du département AlimH en 2014. La plupart des données publiées jusque-là reposaient principalement sur des corrélations entre des signatures de microbiote intestinal et certaines pathologies musculaires, mais le lien de causalité restait à établir.

• Experimentation et résultats

Les deux équipes ont mené des expériences pour analyser chez la souris les effets de la modulation du microbiote intestinal sur la fonction musculaire entre 2016 et fin 2018, grâce à l’obtention d’un crédit incitatif du département ALIMH et d’une bourse de thèse.

L‘élimination complète du microbiote intestinal des souris a été obtenue par un traitement antibiotique à large spectre de 10 jours. Puis les 10 jours suivants, soit le traitement est poursuivi pour maintenir l’absence de flore, soit le microbiote intestinal est restauré par un réensemencement naturel. Par la suite, les tests physiologiques de course en endurance des souris, les études de contractilité musculaire ainsi que de nombreuses mesures biologiques ont été réalisées et analysées à l’unité DMEM tandis que les caractérisations et le suivi de la composition du microbiote des souris ont été menés par MICALIS.

• Les résultats

En absence de microbiote, la fonction musculaire se trouve altérée (performance de course en endurance réduite, fatigabilité du muscle accrue).

Des analyses complémentaires indiquent que des changements du métabolisme du glucose seraient l’un des mécanismes en jeu dans la relation entre microbiote intestinal et fonction musculaire. Le niveau de glycogène, stockage d’énergie essentiel au bon fonctionnement musculaire, se trouve fortement diminué chez les souris dépourvues de microbiote intestinal.

L’ensemble de ces dysfonctionnements musculaires observés est corrigé de manière significative chez les souris après restauration d’un microbiote intestinal par réensemencement naturel.

• Perspectives

L’objectif de l’équipe DMEM est maintenant d’identifier les médiateurs chimiques à l’origine des effets du microbiote intestinal sur la fonction musculaire.

Par ailleurs, les travaux entrepris visent à élargir le lien établi entre microbiote intestinal et muscle squelettique à d’autres modèles pertinents (souris hyper-musclées, souris myopathes) et aussi chez l’homme dans des populations ciblées (volontaires sains en hypoactivité, sportifs de haut niveau, etc.).

Ces recherches ouvrent à terme de nouvelles pistes d’intervention thérapeutique (utilisation de symbiotique) pour améliorer la fonction musculaire de façon peu invasive en jouant sur le microbiote intestinal.