Une perte de masse musculaire complique de nombreuses situations pathologiques telles le cancer ou l’insuffisance rénale. Elle contribue au syndrome de fragilité et est associée à un risque accru de décès. Les études conduites sur des modèles animaux ont révélées le rôle prépondérant de l’activation des systèmes de protéolyse musculaire et notamment du système ubiquitine protéasome (UPS). Cependant, les études conduites chez l’homme restent rares. L’objectif de ce travail était donc d’identifier les mécanismes communs qui caractérisent les muscles en situation d’atrophie chez l’homme.

Des biopsies musculaires chirurgicales ont été réalisées au cours d’interventions programmées chez des patient ayant un cancer bronchique (LC, n=7), hémodialysés chroniques (HD, n=7) ou indemnes de pathologies (CT, n=7). Une quantification de l’expression de gènes des systèmes protéolytiques ubiquitine protéasome, de l’autophagie et de l’apoptose a été réalisée par qRT-PCR. Une analyse globale du protéome musculaire soluble a été conduite par Shot-Gun en spectrométrie de masse.

Nous avons retrouvé une augmentation de l’expression de plusieurs acteurs de l’UPS et de l’autophagie chez les patients LC et HD, et de marqueurs d’apoptose chez les patients HD. La spectrométrie de masse nous a permis d’identifier plus de 1700 protéines. Une ACP a révélé 3 profils protéomiques différents correspondant aux trois groupes de patients. Une O-PLS-DA a été utilisée pour créer un modèle permettant de distinguer les muscles des patients malades de ceux des patients sains. Les protéines qui contribuaient le plus au modèle ont été retenues. Une analyse fonctionnelle a permis de déterminer que ces protéines étaient impliquées dans la protéolyse, le métabolisme des acides aminés, la glycolyse, la phosphorylation oxydative, la défense contre le stress oxydant, la contraction musculaire, la matrice extracellulaire et l’organisation du cytosquelette musculaire. Une analyse de réseau de co-expression a retrouvé des résultats concordant. Enfin, une étude de réseau d’interaction est en faveur d’une activation de la voie Wnt-bêtacaténine.

Cette étude démontre chez l’homme, l’exécution d’un programme d’atrophie musculaire commun indépendamment de la pathologie causale. Il existe une activation de l’UPS mais aussi de l’autophagie. Elle s’accompagne de modification métaboliques caractérisée par une augmentation de la glycolyse et une dysfonction mitochondriale. Une augmentation du stress oxydant participerait à l’induction de ces changements. L’activation continue de la voie Wnt serait à l’origine de fibrose musculaire.

Les mécanismes en jeu sont autant de pistes pour la mise au point de traitements de l’atrophie musculaire.