Une étude montre comment l’inflammation affaiblit les muscles pendant la maladie

Les infections et les maladies neurodégénératives provoquent une inflammation du cerveau. Mais pour des raisons inconnues, les patients atteints d’encéphalite développent souvent des problèmes musculaires qui semblent indépendants du système nerveux central. Des chercheurs de la faculté de médecine de l’université de Washington à Saint-Louis ont découvert comment l’inflammation cérébrale libère une protéine spécifique qui se déplace du cerveau vers les muscles, provoquant une perte de fonction musculaire.

L’étude sur les mouches des fruits et les souris a également identifié des moyens de bloquer ce processus, ce qui pourrait avoir des implications dans le traitement ou la prévention de la fonte musculaire qui accompagne parfois les maladies inflammatoires, notamment les infections bactériennes, la maladie d’Alzheimer et le long COVID.

L’étude sera publiée dans la revue le 12 juillet Immunologie scientifique.

“Nous souhaitons comprendre la fatigue musculaire très profonde associée à certaines maladies courantes”, a déclaré l’auteur principal Aaron Johnson, PhD, professeur agrégé de biologie du développement. « Notre étude suggère que lorsque nous tombons malades, les protéines messagères du cerveau voyagent dans la circulation sanguine et réduisent les niveaux d’énergie dans les muscles squelettiques. C’est plus qu’un manque de motivation pour faire de l’exercice parce que nous ne nous sentons pas bien. Ces processus diminuent les niveaux d’énergie des muscles squelettiques, réduisant ainsi la capacité de bouger et de fonctionner normalement.

Pour étudier les effets de l’inflammation cérébrale sur la fonction musculaire, les chercheurs ont modélisé trois types de maladies différents : E. coli infection bactérienne, une infection par le virus SARS-CoV-2 et la maladie d’Alzheimer. Lorsque le cerveau est exposé à des protéines inflammatoires caractéristiques de ces maladies, des produits chimiques nocifs appelés espèces réactives de l’oxygène se forment. Les espèces réactives de l’oxygène amènent les cellules cérébrales à produire une molécule immunitaire appelée interleukine-6 ​​(IL-6), qui se déplace dans tout le corps via la circulation sanguine. Les chercheurs ont découvert que l’IL-6 chez la souris – ; et la protéine correspondante dans les mouches des fruits – ; Diminution de la production d’énergie dans les mitochondries des muscles, les usines énergétiques des cellules.

“Les mouches et les souris qui avaient des protéines associées au COVID dans leur cerveau présentaient une fonction motrice réduite – les mouches ne grimpaient pas aussi bien qu’elles le devraient, et les souris ne marchaient pas aussi bien ou autant que les souris témoins”, a déclaré Johnson. .

Nous avons observé des effets similaires sur la fonction musculaire lorsque le cerveau était exposé à des protéines associées aux bactéries et à la protéine bêta-amyloïde de la maladie d’Alzheimer. Nous constatons également que cet effet peut devenir chronique. Même si une infection guérit rapidement, la performance musculaire réduite dans nos expériences persiste plusieurs jours de plus.

Aaron Johnson, professeur agrégé de biologie du développement, faculté de médecine de l’Université de Washington

Johnson, avec des collaborateurs de l’Université de Floride et l’auteur principal Shuo Yang, PhD – ; Qui a effectué ce travail en tant que chercheur postdoctoral dans le laboratoire de Johnson ? soutiennent que les mêmes processus sont probablement également pertinents chez les humains. On sait que la méningite bactérienne du cerveau augmente les taux d’IL-6 et peut être associée à des problèmes musculaires chez certains patients, par exemple. Des protéines inflammatoires du SRAS-CoV-2 ont été découvertes dans le cerveau de patients atteints de COVID-19 lors de l’autopsie, et de nombreux patients atteints de COVID à long terme signalent une fatigue extrême et une faiblesse musculaire, même longtemps après la disparition de l’infection initiale. Les patients atteints de la maladie d’Alzheimer présentent également des taux élevés d’IL-6 dans le sang et une faiblesse musculaire.

L’étude identifie des cibles potentielles pour prévenir ou traiter la faiblesse musculaire associée à l’inflammation cérébrale. Les chercheurs ont découvert que l’IL-6 active la voie de signalisation JAK-STAT dans le muscle, ce qui entraîne une réduction de la production d’énergie par les mitochondries. Plusieurs traitements déjà approuvés par la Food and Drug Administration pour d’autres maladies peuvent bloquer cette voie. Les inhibiteurs de JAK et plusieurs anticorps monoclonaux contre l’IL-6 sont approuvés pour le traitement de diverses maladies Types d’arthrite et traiter d’autres maladies inflammatoires.

“Nous ne savons pas pourquoi, dans tant de catégories différentes de maladies, le cerveau produit un signal protéique si dommageable à la fonction musculaire”, a déclaré Johnson. « Si nous voulons spéculer sur les raisons possibles pour lesquelles ce processus est resté avec nous tout au long de l’évolution humaine malgré les dommages qu’il provoque, cela pourrait être un moyen pour le cerveau de réaffecter ses ressources tout en luttant contre la maladie. Nous avons besoin de plus de recherches pour mieux comprendre ce processus et ses conséquences dans tout le corps.

“En attendant, nous espérons que notre étude stimulera davantage de recherches cliniques sur cette voie et examinera si les traitements existants qui en bloquent différentes parties peuvent aider les nombreux patients qui souffrent de ce type de fatigue musculaire débilitante”, a-t-il déclaré.

Yang S, Tian M, Dai Y, Wang R, Yamada S, Feng S, Wang Y, Chhangani D, Ou T, Li W, Guo X, McAdow J, Rincon-Limas DE, Yin X, Tai W, Cheng G, Johnson A. Les infections et les maladies chroniques activent un axe systémique de signalisation cerveau-muscle qui régule la fonction musculaire. Immunologie scientifique. 12 juillet 2024.