Neuroprotection spécifique à l'exercice à long terme chez des souris ayant une atrophie musculaire spinale.

Résumé L'impact réel des paramètres de l'exercice physique, c'est-à-dire l'intensité, le type de contraction et le métabolisme énergétique sollicité, sur la neuroprotection dans le contexte spécifique de la neurodégénérescence reste peu exploré. Dans cette étude, des analyses comportementales, biochimiques et cellulaires ont été menées afin de comparer les effets de deux protocoles d'exercice à long terme différents, la natation à haute intensité et la course à basse intensité, sur les unités motrices d'un modèle de souris ressemblant à l'amyotrophie spinale (SMA) de type 3. Nos données ont révélé une mort préférentielle des motoneurones intermédiaires et rapides induite par la SMA, limitée par le protocole de natation uniquement, ce qui suggère une relation étroite entre la protection spécifique des neurones et leurs niveaux d'activation par un exercice spécifique. La neuroprotection induite par l'exercice était indépendante de l'expression de la protéine SMN et associée à des adaptations métaboliques et comportementales spécifiques, notamment une réduction de la fatigabilité musculaire induite par la natation. Nos résultats apportent un nouvel éclairage sur les adaptations des unités motrices à différents paramètres d'exercice physique et contribueront à la conception de nouveaux protocoles de physiothérapie active pour les soins aux patients. L'amyotrophie spinale (SMA) est un groupe de maladies neurodégénératives autosomiques récessives dont l'issue clinique diffère, caractérisées par la perte spécifique de motoneurones spinaux, causée par un niveau d'expression insuffisant de la protéine survival of motor neuron (SMN). Aucun traitement curatif n'est actuellement disponible pour la SMA. Alors que l'exercice physique pourrait représenter une approche prometteuse pour soulager les symptômes de la SMA, le manque de données traitant des effets des différents types d'exercice sur les unités motrices malades empêche encore l'utilisation de la physiothérapie active chez les patients atteints de SMA. Dans la présente étude, nous avons évalué l'efficacité de deux paradigmes d'exercice physique à long terme, basés soit sur la natation à haute intensité, soit sur la course à basse intensité, pour soulager les symptômes de la SMA dans un modèle de souris de type 3 de SMA légère. Nous avons constaté qu'un entraînement physique de 10 mois induisait des bénéfices significatifs en termes de résistance aux dommages musculaires, de métabolisme énergétique, de fatigue musculaire et de comportement moteur. Les deux types d'exercice ont amélioré de manière significative la survie des motoneurones, indépendamment de l'expression de SMN, ce qui a conduit au maintien des jonctions neuromusculaires et des phénotypes des muscles squelettiques, en particulier dans le soléaire, le plantaire et le tibial des souris entraînées. Plus important encore, les deux exercices ont considérablement amélioré les propriétés d'excitabilité neuromusculaire. En outre, tous ces avantages induits par l'entraînement étaient quantitativement et qualitativement liés aux caractéristiques spécifiques de chaque exercice, ce qui suggère que la neuroprotection associée dépend fortement de l'activation spécifique de certaines sous-populations de motoneurones. Dans l'ensemble, les présentes données montrent des avantages significatifs de l'exercice à long terme chez les souris de type 3 SMA, fournissant des indices importants pour la conception de programmes de réhabilitation chez les patients.