Fiche de révision : Formation et croissance des muscles squelettiques

📋 Plan du Cours

1. Organisation et diversité musculaires
2. Origine somitaire et spécification myogénique
3. Gènes maîtres et signaux inducteurs
4. Morphogenèse du myotome primaire
5. Progéniteurs et cellules satellites
6. Modèles et méthodes expérimentales

📖 1. Organisation et diversité musculaires

★ À maîtriser

• Les muscles squelettiques représentent 30 à 40 % du corps humain et comprennent plus de 600 muscles.

• La structure conservée du sarcomère confère son aspect strié au muscle squelettique, qui est polynucléé.

📌 Les muscles cardiaques sont striés et mononucléés, tandis que les muscles lisses sont non striés et mononucléés.

Compléments

• Entre 20 et 90 ans, la sarcopénie entraîne une perte de 50 % de la masse musculaire.

💡 Astuce mémo

Squelettique strié et polynucléé, cardiaque strié et mononucléé, lisse non strié et mononucléé.

📖 2. Origine somitaire et spécification myogénique

🔑 Notions clés & Définitions

• Gène maître : gène régulateur, généralement un facteur de transcription, situé au sommet d'une hiérarchie génétique et capable de reprogrammer le devenir des cellules où il est exprimé

★ À maîtriser

• Le somite épithélial morphologiquement homogène se différencie rapidement en sclérotome, dermomyotome et myotome en quelques heures.

Compléments

• Les dérivés du somite comprennent notamment:
  • les muscles
  • les cartilages
  • les os
  • le derme
  • les endot hélia
  • les muscles lisses

💡 Astuce mémo

Somite épithélial → dermomyotome → myotome.

📖 3. Gènes maîtres et signaux inducteurs

★ À maîtriser

• Les quatre MRFs sont:

  • MyoD
  • Myf5
  • Myogenin
  • Mrf4

• MyoD est un facteur de transcription de la famille bHLH et les 68 acides aminés de son domaine bHLH suffisent à induire la myogenèse. — B. Paterson; A. Lassar; C. Emerson; S. Konieczny

📌 Les signaux extracellulaires sont souvent des molécules sécrétées ou liées à la membrane qui activent un récepteur et une voie de signalisation se terminant généralement par un facteur de transcription.

• Wnt et Shh sont des signaux impliqués dans la spécification myogénique, et leurs mécanismes semblent aussi utilisés chez l'adulte lors de l'activation des cellules satellites.

Compléments

• Les MRFs se lient sous forme de dimères aux E-box, dont la séquence citée est CAGCTG.

• Chez l'humain, la famille Wnt comprend 19 Wnt et 10 récepteurs Frizzled, tandis que le système Hedgehog comprend 3 Hedgehog, 2 Ptch et 1 Smo.

💡 Astuce mémo

Wnt/Shh → voies de signalisation → MRF → différenciation musculaire.

📖 4. Morphogenèse du myotome primaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Myocyte : fibre musculaire primitive mononucléée, attachée aux bordures antérieure et postérieure du somite, dont l'ensemble forme le myotome primaire

★ À maîtriser

• Les progéniteurs épithéliaux des bordures du dermomyotome reçoivent des signaux, activent les MRFs, migrent sous le dermomyotome et s'allongent selon l'axe antéro-postérieur.

Compléments

• Les MRFs contrôlent l'activation de la Myosin Heavy Chain et d'autres protéines indispensables à la contractilité musculaire.

💡 Astuce mémo

Spécification → migration → allongement antéro-postérieur → myocytes contractiles.

📖 5. Progéniteurs et cellules satellites

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellule satellite : cellule souche musculaire adulte située à l'extérieur de la fibre musculaire mais sous la membrane basale, normalement quiescente

★ À maîtriser

• Après une lésion musculaire, les cellules satellites s'activent, prolifèrent, se différencient et remplacent les fibres endommagées pour restaurer un muscle fonctionnel.

• Pax7 est un marqueur moléculaire couramment utilisé pour reconnaître les cellules satellites et les progéniteurs musculaires.

• En conditions normales, seules les cellules satellites sont capables de régénérer les muscles squelettiques, malgré la capacité expérimentale de plusieurs autres tissus à produire du muscle.

• Vers 36 heures chez le poulet, une transition épithélio-mésenchymateuse du centre du dermomyotome libère des cellules qui migrent vers l'ectoderme ou rejoignent le myotome primaire.

• Les cellules satellites adultes proviennent de la même population de progéniteurs musculaires Pax7 positifs que les cellules issues du dermomyotome embryonnaire.

Compléments

• Chez la souris, une lyse musculaire par cardiotoxine permet aux cellules satellites de restaurer un muscle fonctionnel en 2 semaines.

💡 Astuce mémo

Activation des cellules satellites → prolifération et différenciation → réparation musculaire.

📖 6. Modèles et méthodes expérimentales

★ À maîtriser

📌 Une expérience de lignage permet de suivre le devenir d'une population cellulaire et de sa descendance grâce à un marqueur transmis aux cellules filles.

Compléments

• L'électroporation est rapide et compatible avec l'imagerie confocale, mais elle touche seulement les épithéliums et marque au maximum 50 % des cellules.

• Sans intégration des plasmides dans l'ADN cellulaire, leur forme épisomale se dilue au cours des divisions cellulaires.

• Le poulet est un modèle amniote dont l'embryon est facilement accessible aux greffes caille-poulet, à l'électroporation et à l'imagerie in vivo.

• Dans les chimères caille-poulet, 93 à 95 % des cellules satellites sont d'origine caille à l'éclosion.

💡 Astuce mémo

Électroporation rapide mais partielle, chimères caille-poulet adaptées au lignage.

📊 Tableaux de synthèse

Types de muscles

Méthodes d'étude musculaire