Satellite Cells and Skeletal Muscle Regeneration

Abstract

Skeletal muscles are essential for vital functions such as movement, postural support, breathing, and thermogenesis. Muscle tissue is largely composed of long, postmitotic multinucleated fibers. The life-long maintenance of muscle tissue is mediated by satellite cells, lying in close proximity to the muscle fibers. Muscle satellite cells are a heterogeneous population with a small subset of muscle stem cells, termed satellite stem cells. Under homeostatic conditions all satellite cells are poised for activation by stimuli such as physical trauma or growth signals. After activation, satellite stem cells undergo symmetric divisions to expand their number or asymmetric divisions to give rise to cohorts of committed satellite cells and thus progenitors. Myogenic progenitors proliferate, and eventually differentiate through fusion with each other or to damaged fibers to reconstitute fiber integrity and function. In the recent years, research has begun to unravel the intrinsic and extrinsic mechanisms controlling satellite cell behavior. Nonetheless, an understanding of the complex cellular and molecular interactions of satellite cells with their dynamic microenvironment remains a major challenge, especially in pathological conditions. The goal of this review is to comprehensively summarize the current knowledge on satellite cell characteristics, functions, and behavior in muscle regeneration and in pathological conditions.

Inflammation et régénération musculaire

“…In vitro, des expériences de coculture de myoblastes âgés avec des macrophages provenant de donneurs jeunes ou âgés, ont montré une augmentation significative de la prolifération des myoblastes dégénératives ou pathologiques entraînent de façon similaire, une dérégulation du recrutement leucocytaire. Ainsi, la dystrophie musculaire de Duchenne (DMD), une maladie génétique induite par l'absence d'une protéine structurale indispensable au maintien de l'architecture cellulaire, la dystrophine, est caractérisée par des cycles de dégé-nération et de régénération provoquant nécrose tissulaire, fibrose et infiltration inflammatoire chronique [32]. Bien que la structure primaire des muscles dystrophiques soit altérée, une partie importante des dommages observés est tributaire des évènements secondaires dont, entre autres, l'état inflammatoire chronique.…”

“…Plusieurs types de lésions peuvent affecter l'intégrité et la fonction musculaires tels que les claquages, les contusions, les coupures, l'atrophie et les pathologies génétiques (par exemple, les dystrophies musculaires). À la suite d'un dommage du tissu musculaire, s'enclenche un processus myogénique permettant la régénération du tissu lésé qui dépend majoritairement de l'activité des cellules satellites [1]. Ces cellules s'activent en réponse au traumatisme et prolifèrent rapidement générant un grand nombre de cellules myogéniques, les myoblastes, qui se différencient en myocytes qui fusionnent pour former les myotubes (fibres musculaires immatures) [1].…”

“…À la suite d'un dommage du tissu musculaire, s'enclenche un processus myogénique permettant la régénération du tissu lésé qui dépend majoritairement de l'activité des cellules satellites [1]. Ces cellules s'activent en réponse au traumatisme et prolifèrent rapidement générant un grand nombre de cellules myogéniques, les myoblastes, qui se différencient en myocytes qui fusionnent pour former les myotubes (fibres musculaires immatures) [1]. En parallèle de ce processus myogénique, le traumatisme musculaire est également à l'origine d'une réaction inflammatoire d'intensité variable qui participe au nettoyage du tissu endommagé et favorise le retour à l'homéostasie.…”

Bone muscle crosstalk targets muscle regeneration pathway regulated by core circadian transcriptional repressors DEC1 and DEC2

“…We believe the rationale is that new myogenic progenitors, stimulated by the injury stimulus, are formed and proceed to 'differentiate through fusion with each other or to damaged fibers to reconstitute fiber integrity and function'. 26 Although age was once presumed to cause dramatic reductions in optimal muscle performance after endurance training, further research has shown that the rate of decline may be much slower than once believed. 27 Recently, Karsenty and colleagues 28 showed that osteocalcin signaling in myofibers is necessary for maximal adaption to exercise.…”

Déficits intrinsèques des cellules satellites dans la dystrophie musculaire de Duchenne

“…Les cellules satellites dans la dystrophie musculaire de Duchenne Le muscle squelettique possède une capacité régénérative exceptionnelle lui permettant de restaurer son intégrité et ses fonctions suite à une blessure massive, en quelques semaines seulement [1]. Cette capacité est attribuable aux cellules souches musculaires adultes appelées cellules satellites.…”