Les scientifiques ont identifié l’une des principales raisons pour lesquelles l’exercice est si efficace pour maintenir la force des muscles vieillissants. De nouvelles recherches de la Duke-NUS School of Medicine suggèrent que l’activité physique peut restaurer le système de réparation naturel qui s’affaiblit avec l’âge, reconstruire les muscles et aider à maintenir leur fonction plus tard dans la vie.
L’équipe de recherche, en collaboration avec des collègues de l’hôpital général de Singapour et de l’université de Cardiff, a découvert que l’exercice peut aider à corriger les déséquilibres critiques qui se produisent dans les cellules musculaires vieillissantes. Résultats de recherche, publiés Actes de l’Académie nationale des sciences (PNAS) fournira de nouvelles informations sur les mécanismes biologiques à l’origine du vieillissement musculaire et pourrait à terme conduire à de nouvelles approches pour prévenir la perte musculaire liée à l’âge.
Pourquoi la santé musculaire se détériore-t-elle avec l’âge ?
Des muscles sains font bien plus que soutenir le mouvement. Ils jouent également un rôle important dans le métabolisme, la régulation de la glycémie et la santé globale. À partir de l’âge mûr, la force et la fonction musculaires diminuent progressivement, et la récupération après une chute, une fracture, une maladie ou une blessure est lente.
Les conséquences vont au-delà de la santé individuelle. À mesure que la population vieillit, la fonte musculaire augmente les exigences envers les soignants et le système de santé. Par conséquent, le maintien de la fonction musculaire est un élément important du maintien de l’indépendance et de la qualité de vie.
L’un des principaux régulateurs de la santé musculaire est une voie de croissance appelée mTORC1, qui aide à contrôler la production de protéines et le maintien musculaire. Avec le vieillissement musculaire, cette voie peut devenir hyperactive. Lorsque cela se produit, les muscles se concentrent davantage sur la construction de nouvelles protéines et sont moins efficaces pour éliminer les protéines endommagées.
Au fil du temps, ces protéines endommagées s’accumulent dans les cellules musculaires, les stressant et contribuant à la perte progressive de force associée au vieillissement. Jusqu’à présent, les scientifiques ne comprennent pas pleinement la raison de ce déséquilibre.
DEAF1 apparaît comme un gène clé du vieillissement musculaire
Les chercheurs ont identifié un gène appelé DEAF1 comme facteur important derrière ce processus.
L’étude a révélé que les niveaux de DEAF1 augmentent dans le vieillissement musculaire. L’augmentation de DEAF1 augmente l’activité de mTORC1, perturbant l’équilibre normal entre la production et l’élimination des protéines. Ce déséquilibre accélère la dégénérescence musculaire.
Dans des conditions normales, DEAF1 est régulé par un groupe de protéines appelées FOXO. Cependant, l’activité FOXO diminue avec l’âge. En conséquence, DEAF1 n’est plus sous contrôle strict, de sorte que ses niveaux augmentent, détournant les muscles de la réparation et de l’entretien.
Comment l’exercice améliore-t-il la récupération musculaire ?
L’équipe a constaté que l’exercice peut contribuer à inverser ce déséquilibre, à condition que le système de réglementation reste réactif.
L’auteur principal de l’étude, Tan Hong-Weng, professeur adjoint au programme de biologie du cancer et des cellules souches à Duke-NUS, a déclaré :
“L’exercice peut inverser ce processus et corriger le déséquilibre. L’exercice active des protéines spécifiques qui réduisent les niveaux de DEAF1 et rééquilibrent les voies de croissance. Cela aide les muscles vieillissants à éliminer les protéines endommagées, à se réparer correctement et à devenir plus forts et plus flexibles.”
Les chercheurs ont également découvert une limitation importante. Les niveaux de DEAF1 sont surexprimés ou l’activité de FOXO est nettement réduite dans certains muscles âgés. Dans de tels cas, l’exercice seul peut ne pas suffire à rétablir complètement la récupération musculaire.
Cette découverte pourrait aider à expliquer pourquoi certaines personnes âgées bénéficient davantage de l’exercice que d’autres et souligne l’importance de comprendre la biologie sous-jacente du vieillissement musculaire.
Les résultats ont été confirmés chez les mouches et les souris
Pour tester les résultats, les chercheurs ont testé à la fois des mouches des fruits et des souris âgées.
Les résultats étaient similaires pour les deux. L’augmentation des niveaux de DEAF1 a entraîné un affaiblissement plus rapide des muscles, tandis que la diminution de DEAF1 a rétabli un équilibre protéique sain et amélioré la force musculaire. Les résultats suggèrent que DEAF1 joue un rôle important dans le vieillissement musculaire de divers organismes.
Avantages potentiels après le vieillissement
Les implications de la recherche pourraient s’étendre au-delà du vieillissement normal.
DEAF1 affecte les cellules souches musculaires, qui aident à réparer et régénérer les tissus musculaires. Ces cellules souches deviennent moins efficaces à mesure qu’elles vieillissent, et la perturbation de DEAF1 peut rendre la régénération plus difficile.
Les résultats pourraient être utiles aux personnes qui se remettent de maladies chroniques telles qu’une intervention chirurgicale, une maladie ou un cancer. Selon les chercheurs, cibler DEAF1 pourrait apporter certains des effets bénéfiques de l’exercice au niveau moléculaire, en aidant à maintenir la force musculaire malgré une activité physique limitée.
Priscilla Choi Se Moon, assistante de recherche au programme de biologie du cancer et des cellules souches de Duke-NUS et première auteure de l’étude, a déclaré :
“On dit que l’exercice” nettoie et restaure “les muscles. La diminution de DEAF1 aide les muscles vieillissants à retrouver force et équilibre, comme si on appuyait sur le bouton Annuler. Avec des millions de personnes âgées à risque de faiblesse musculaire, comprendre DEAF1 pourrait conduire à de nouvelles façons de protéger les muscles et d’améliorer la qualité de vie.”
Le professeur Patrick Tan, vice-chancelier principal pour la recherche à Duke-NUS, a ajouté.
“Cette étude aide à expliquer au niveau moléculaire pourquoi les muscles vieillissants perdent leur capacité à se réparer eux-mêmes et pourquoi l’exercice rétablit l’équilibre chez certains individus. En identifiant DEAF1 comme un régulateur clé de ce processus, ces résultats pourraient ouvrir de nouvelles perspectives pour les bienfaits de l’exercice dans une société avec une population vieillissant rapidement.”
Duke-NUS est mondialement reconnu pour son engagement en faveur de l’enseignement médical et de la recherche biomédicale, combinant les découvertes scientifiques fondamentales avec la recherche translationnelle pour améliorer la compréhension et le traitement des maladies à Singapour et dans le monde.
Ce travail a été soutenu par le ministère de l’Éducation de Singapour (2022-MOET1-0004, FY2025-MOET1-0004), le Diana Koch Innovative Cancer Research Award (Duke-NUS-DKICRA/2024/0001), l’Académie nationale de médecine (MOH-0001189), le Conseil de la santé de Singapour et le ministère de la Santé (00009). (MOH), MOH Holdings Pte Ltd relevant du ministère de la Santé (MOH-001208-00, MOH-001885-00, MOH-001831-00). Les auteurs Kian Gou et Priya D Gopal Krishnan ont été soutenus par des bourses postdoctorales Khoo (Duke-NUS-KPFA/2025/0078 ; Duke-NUS-KPFA/2024/0075).