L'activité physique est également bonne pour le système nerveux : si les muscles sont entraînés, ils aident les motoneurones à se développer.

Une activité physique régulière renforce les musclesmais aussi les os, les vaisseaux sanguins et le système immunitaire. Une étude du Massachusetts Institute of Technology, publiée dans la revue Matériaux de santé avancésmontre que l'exercice peut également avoir des bénéfices au niveau du motoneuronesc'est-à-dire les neurones qui transportent des signaux pour contrôler (directement ou indirectement) les muscles et leurs mouvements. Quand les muscles se contractent, ils libèrent des signaux biochimiques appelés myokines. Selon la nouvelle étude, en présence de ces signaux, les motoneurones se développent quatre fois plus que les autres. Pas seulement ça. Les motoneurones se développent également s'ils sont « tirés » de manière répétée par des signaux mécaniques.tout comme les muscles se contractent et se dilatent pendant l'exercice.

Redonner la mobilité à ceux qui l’ont perdue

Une découverte qui pourrait conduire à de nouvelles thérapies pour réparer les nerfs endommagés et détériorés. «Cette relation particulière muscle-nerf peut être utile pour traiter des blessures dans lesquelles la communication entre nerf et muscle est interrompue – explique-t-il. Ritu Ramanprofesseur de génie mécanique au MIT et auteur principal de l'étude -. Peut-être, en stimulant le muscle, on pourrait encourager le nerf à guérir et redonner la mobilité à ceux qui l'ont perdue en raison de blessures traumatiques ou de maladies neurodégénératives. En 2023, Raman et ses collègues ont réussi à restaurer la mobilité de souris blessées, en implantant du tissu musculaire puis en le faisant « exercer » grâce à des stimuli lumineux répétés. Après un certain temps, la greffe a aidé les souris à retrouver leurs fonctions motrices, atteignant des niveaux d’activité comparables à ceux des souris en bonne santé. Les chercheurs ont ainsi découvert que L'exercice régulier stimule le muscle greffé pour produire certains signaux biochimiques qui favorisent la croissance des nerfs et des vaisseaux sanguins. «C'était intéressant parce qu'on pense toujours que les nerfs contrôlent les muscles, mais nous ne pensons pas aux muscles « parlant » aux nerfs» dit Raman.

Motoneurones exposés aux myokines

Dans la nouvelle étude, l’équipe a cherché à déterminer si l’exercice musculaire avait un effet direct sur la croissance nerveuse. Les chercheurs ont fait faire croître les cellules musculaires de souris en longues fibres qui a ensuite fusionné pour former une petite feuille de tissu musculaire de la taille d’une pièce de monnaie. Les chercheurs ont génétiquement modifié le tissu pour qu’il se contracte en réponse à la lumière. Ils ont ensuite projeté une source de lumière à plusieurs reprises, provoquant la contraction du muscle, imitant l'acte d'exercice. L’équipe a ensuite collecté des échantillons de la solution dans laquelle le tissu musculaire était immergé. « Les muscles sécrètent toujours des myokines, mais lorsque vous les exercez, ils en produisent davantage », explique Raman. L'équipe a transféré la solution riche en myokine dans un récipient contenant du motoneurones. Ceux-ci, exposés au mélange de myokines, ont commencé à croître quatre fois plus vite que les motoneurones qui n'avaient pas reçu la solution.

Les effets biochimiques de l'exercice physique

L'équipe a effectué une analyse génétique, extraire l'ARN des motoneurones pour voir si les myokines induisaient des changements dans l'expression de certains gènes. «Nous avons vu que de nombreux gènes régulés positivement (la régulation à la hausse se produit lorsque le nombre de récepteurs augmente, augmentant ainsi la sensibilité de la cellule) dans les motoneurones stimulés par l'exercice physique ne sont pas seulement liés à la croissance des motoneurones eux-mêmes, mais aussi à leur maturation, à leur capacité à communiquer avec les muscles et les nerfs et à la maturité des axones (extensions des neurones) – explique Raman -. L'exercice semble avoir un impact non seulement sur la croissance, mais aussi sur la maturation et le bon fonctionnement des motoneurones».

Développer et guérir les nerfs endommagés

Qu’en est-il des effets purement physiques ? «Nous voulions voir si, même en l'absence d'indications biochimiques du muscle, il était possible étirer les motoneurones d'avant en arrière, imitant les forces mécaniques de l'exerciceet si cela pourrait avoir un impact sur la croissance » souligne Raman. Pour répondre à cette question, les chercheurs ils ont fait pousser des motoneurones sur un tapis de gel dans lequel ils ont intégré de petits aimants. Ils ont ensuite utilisé un aimant externe pour déplacer le tapis d’avant en arrière. De cette façon, ils ont « exercer » les motoneurones pendant 30 minutes par jour. À leur grande surprise, ils ont découvert que cet exercice mécanique les stimulait à croître autant que les myokines, bien plus que les motoneurones qui n’avaient reçu aucune forme d’exercice. Le groupe de recherche a maintenant l'intention d'étudier comment une stimulation musculaire ciblée peut être utilisée pour développer et guérir les nerfs endommagés et restaurer la mobilité des personnes souffrant de maladies neurodégénératives comme la SLA, sclérose latérale amyotrophique. «Ce n'est que la première étape vers la compréhension et le contrôle de lal'exercice comme médicament» conclut Raman.

Modéliser l’innervation musculaire

«Notre étude est une première étape pour comprendre comment la contraction musculaire régule la croissance et la maturation des motoneuronesgrâce à des méthodes de signalisation à la fois biochimiques et mécaniques – écrivent les auteurs -. Études futures in vitro pourrait faire progresser la compréhension de comment l'exercice physique peut être utilisé comme outil pour modéliser l'innervation musculaire, dans des états sains et pathologiques. À long terme, nous espérons que nos découvertes se traduiront par des stratégies thérapeutiques efficaces qui préservent et favorisent une mobilité saine. »