La signalisation WNT est cruciale pour le développement des organismes et le maintien de l’homéostasie tissulaire, puisque les messagers WNT sont impliqués dans une variété de fonctions cellulaires. Dans le muscle squelettique, par exemple, ils peuvent augmenter la masse musculaire et améliorer la régénération. Il s’agit d’un point d’entrée important pour les thérapies visant à traiter les maladies associées à une masse musculaire réduite, telles que la cachexie.
Malgré ce potentiel prometteur, il était jusqu’à présent difficile d’utiliser le potentiel de ces molécules dans la pratique : les protéines messagères, constituées de plus de 400 acides aminés, sont très grosses et « collantes », c’est-à-dire qu’elles présentent une mauvaise dispersion dans le tissus, ce qui rend l’application médicale difficile. De plus, on sait peu de choses sur la pertinence fonctionnelle des différentes zones structurelles des protéines WNT individuelles.
Le groupe de recherche « Cellules souches du muscle squelettique » dirigé par le professeur Julia von Maltzahn de l’Institut Leibniz sur le vieillissement – Institut Fritz Lipmann (FLI) à Iéna et de la Faculté des sciences de la santé du BTU Cottbus-Senftenberg à Senftenberg, a maintenant démontré dans une étude récente que même un petit composant de la protéine messagère WNT7A est suffisant pour activer les mêmes voies de signalisation dans les cellules musculaires qui peuvent être activées par la protéine complète. L’étude vient d’être publiée dans le Journal de biotechnologie computationnelle et structurelle.
« Jusqu’à présent, on sait très peu de choses sur l’importance et la pertinence fonctionnelle des différentes zones des protéines WNT, en particulier sur les sites de liaison aux récepteurs dans les cellules réceptrices », rapporte le professeur Julia von Maltzahn.
« Par conséquent, nous avons spécifiquement étudié l’extrémité C-terminale de WNT7A, car cette région contient à la fois une épingle à cheveux et une région de liaison et elle montre une fonctionnalité complète. »
La région en épingle à cheveux est suffisante pour favoriser la croissance musculaire
Les chercheurs ont découvert que le traitement avec de petits fragments de protéines, les variants WNT7A C-terminaux contenant uniquement la région en épingle à cheveux, est suffisant pour déclencher les mêmes voies de signalisation cellulaire dans les cellules musculaires qui sont activées par la protéine WNT7A complète.
Le messager extracellulaire WNT7A influence la voie de signalisation pour la croissance musculaire et le renouvellement des cellules souches musculaires. Cela stimule la croissance des fibres musculaires et favorise la prolifération et la distribution des cellules souches musculaires dans le muscle squelettique, par exemple après une blessure.
Sera-t-il bientôt possible de traiter l’atrophie musculaire avec de minuscules fragments messagers ?
« Nos résultats ont démontré que de minuscules fragments messagers, constitués uniquement de la région en épingle à cheveux, rendent plus faisable le développement d’une thérapie à base de WNT7A pour diverses conditions de fonte musculaire, telles que la cachexie cancéreuse », explique le Dr Manuel Schmidt, postdoctorant au groupe de recherche et auteur principal de la publication.
Dans des études précédentes, les scientifiques de Jena avaient déjà montré que WNT7A augmentait la masse musculaire et la division des cellules souches musculaires chez les souris souffrant de cachexie, un syndrome de fonte musculaire qui touche une grande partie des patients atteints de cancer. Les protéines WNT ont ensuite été ciblées par les chercheurs comme des candidats prometteurs pour des interventions thérapeutiques visant à traiter les maladies de fonte musculaire telles que la dystrophie musculaire et la cachexie cancéreuse, mais la taille considérable des molécules et leur faible maniabilité empêchent leur utilisation en tant qu’agent thérapeutique.
Un large éventail d’applications possibles
La variante plus courte de la protéine pourrait maintenant résoudre ce problème. Grâce à sa petite taille, le messager extracellulaire WNT7A semble mieux adapté à un usage thérapeutique.
Les applications possibles incluent les thérapies de soutien pour la perte de masse musculaire due au cancer ou comme stimulant pour la régénération musculaire après une intervention chirurgicale. Cela est dû au fait que WNT7A favorise une augmentation des cellules souches dans le muscle et soutient ainsi la régénération musculaire après des blessures ou des chirurgies.
Plus d’information:
Manuel Schmidt et al, La région en épingle à cheveux de WNT7A est suffisante pour se lier au récepteur Frizzled7 et pour déclencher la signalisation dans les cellules myogéniques, Journal de biotechnologie computationnelle et structurelle (2022). DOI : 10.1016/j.csbj.2022.10.047
Fourni par Institut Leibniz sur le vieillissement – Institut Fritz Lipmann