Les travaux antérieurs de l’équipe du prof. Bentzinger et de ses collaborateurs ont montré qu’au cours du vieillissement, une molécule particulière de la MEC, appelée « fibronectine », se dissipe considérablement dans le microenvironnement des cellules souches, ce qui entraîne une cascade d’effets négatifs sur la régénération des muscles squelettiques. Il est important de noter que si la fibronectine est réintroduite dans des muscles âgés en régénération à l’aide d’injections, les cellules souches rajeunissent et redeviennent beaucoup plus efficaces pour cicatriser les tissus. En outre, dans le cadre d’un projet soutenu par le Réseau de cellules souches du Canada, l’équipe a récemment démontré que chez les sujets atteints de dystrophie musculaire, la fonction de soutien des CSMu qu’ont les cellules endothéliales associées aux vaisseaux sanguins se trouve gravement altérée. La stimulation des vaisseaux sanguins et des cellules endothéliales à l’aide d’une petite hormone appelée «apeline », identifiée par l’équipe au moyen d’un procédé de criblage de médicaments, aide à revasculariser les muscles dystrophiques et favorise grandement la fonction des cellules souches, ce qui permet de préserver la fonction et la force des muscles pendant une période beaucoup plus longue.

Les travaux actuels du laboratoire du prof. Bentzinger visent à mieux comprendre les différents signaux envoyés par la MEC dans le microenvironnement des CSMu. À cette fin, l’équipe et ses collaborateurs utilisent des dispositifs tels que les bio-imprimantes pour déposer différents types de MEC sur des plaques de culture afin d’étudier leurs effets sur les CSMu isolées. De plus, des souris génétiquement modifiées sont utilisées pour marquer et étudier le comportement des différents types de cellules de soutien dans l’environnement des CSMu et pour démêler leurs interactions complexes et leurs contributions à la MEC. Enfin, l’équipe a également entrepris de modéliser en culture 3D certaines interactions des CSMu avec la MEC et les types de cellules de soutien à l’aide de substrats de gel transparent, ce qui permettra d’établir un bien meilleur modèle du contexte tissulaire que ne peut le faire la culture cellulaire traditionnelle dans des boîtes plates en plastique, ainsi que de simuler certaines interactions de manière isolée afin qu’elles puissent être mieux ciblées pour des applications thérapeutiques à l’avenir.

Si la capacité de cicatrisation du tissu pouvait être préservée ou, idéalement, restaurée à l’aide de stratégies pharmacologiques ciblant les types de cellules concernés ou la MEC, un large éventail d’applications pourrait être envisagé. Ces applications iraient du traitement des patients atteints de dystrophie musculaire au maintien pendant une plus longue période d’années d’une masse musculaire saine, en passant par le soutien qui pourrait être apporté aux personnes âgées pour qu’elles se remettent plus rapidement d’une lésion musculaire. Un exemple de ce dernier cas d’application serait celui des opérations de remplacement de la hanche, qui peuvent être très dommageables pour les tissus mous qui les recouvrent. On espère qu’une meilleure compréhension des interactions microenvironnementales des CSMu chez les sujets en santé et les sujets malades permettra de concevoir des stratégies de traitement de la dystrophie musculaire ou de la défaillance de la régénération dans la fonte musculaire associée à l’âge.