Résumé : Le muscle squelettique étant d’une grande plasticité, il peut être la cible lors de thérapies en réhabilitation motrice. Toutefois, les structures neurales impliquées dans cette plasticité sont encore peu connues. Afin de déterminer si un mécanisme spinal est suffisant pour induire une plasticité musculaire, le nerf innervant le gastrocnémien latéral et le soleus a été sectionné unilatéralement chez 4 chats ayant retrouvé une locomotion au niveau des pattes arrières suite à une spinalisation complète. Des enregistrements électromyographiques et cinématiques ont été enregistrés avant et jusque 8 semaines après dénervation chez ces chats. Des analyses histologiques ont été réalisées pour les deux gastrocnémiens médial et latéral chez les 4 chats spinalisés et chez 4 chats intacts servant de contrôle. Chez les chats spinaux, la durée de cycle pour la patte ispilatérale et controlatérale à la dénervation pouvait être diminuée ou augmentée par rapport aux valeurs de pré-dénervation. Pour la durée de la phase d’appui, elle était généralement augmentée pour la patte controlatérale et diminuée pour la patte ipsilatérale. L’amplitude EMG du MG était augmentée bilatéralement après la dénervation et est restée élevée 8 semaines post dénervation. Concernant le poids des muscles, chez les chats spinaux, le LG ipsilatéral était significativement plus petit que le LG controlatéral alors que le MG ipsilatéral était plus gros que le MG controlatéral. Les analyses histologiques ont montré une plus grande aire pour les fibres de type IIa pour le MG ipsilatéral pour 3 des 4 chats. La densité de capillaires sanguins dans le MG ipsilatéral était aussi plus élevée que dans le MG controlatéral. Pour les chats intacts, aucune différence n’a été observée pour le poids, l’aire des fibres ou la densité capillaire entre les 2 MG. Ces résultats montrent que le muscle squelettique peut s’adapter même après une lésion de la moelle épinière, ce qui souligne l’importance de son utilisation en réhabilitation motrice. / Abstract : Skeletal muscle is highly plastic and can be targeted for motor rehabilitation. Although neural activity potently regulates muscle phenotype, the neural structures required are poorly defined. To determine if a spinal mechanism is sufficient for adaptive muscle plasticity, the nerve supplying the lateral gastrocnemius and soleus muscles was sectioned unilaterally in four cats that had recovered hindlimb locomotion following spinal transection. In these spinal cats, kinematics and electromyography (EMG) were collected before and for 8 weeks after denervation. Muscle histology was performed on the lateral (LG) and medial (MG) gastrocnemii bilaterally in four spinal and four intact cats. In spinal cats, cycle duration for the hindlimb ipsilateral or contralateral to the denervation could be increased or decreased compared to pre-denervation values. Stance duration was generally increased and decreased for the contralateral and ipsilateral hindlimbs, respectively. The EMG amplitude of MG was increased bilaterally following denervation and remained elevated 8 weeks post-denervation. In spinal cats, the ipsilateral LG was significantly smaller than the contralateral LG whereas the ipsilateral MG weighed significantly more than the contralateral MG. Histological characterizations revealed significantly larger fiber areas for Type IIa fibers of the ipsilateral MG in three of four spinal cats. Microvascular density in the ipsilateral MG was significantly higher than the contralateral MG. In intact cats, no differences were found for muscle weight, fiber area or microvascular density between homologous muscles. Results show that skeletal muscle remains remarkably adaptable after complete spinal cord injury, highlighting its importance to maximize force production in motor rehabilitation.

Le muscle strié squelettique est un tissu fascinant qui permet d’assurer les fonctions essentielles à notre existence : se mouvoir, maintenir sa posture, se nourrir, communiquer ou tout simplement respirer. De nombreuses situations, engendrant principalement une hypoactivité, peuvent provoquer un déconditionnement musculaire caractérisé par une perte de masse et de force ainsi qu’un développement d’infiltrations graisseuses (IMAT), altérant ainsi la fonction musculaire. Le développement d’IMAT est également observé lorsque les processus de régénération musculaire sont altérés. Les fibro-adipogenic progenitors (FAPs) représentent la population de cellules souches principalement impliquée dans le développement d’IMAT. L’interaction entre FAPs et cellules satellites/immunitaires semble être un trio indispensable pour une régénération optimale, sans développement d’IMAT. Au regard de la littérature scientifique, une modulation du niveau d’activité contractile permet de faire varier le niveau d’expression de nombreuses cytokines impliquées dans la modulation des FAPs et donc dans l’apparition d’IMAT. Nos travaux ont contribué à l’accroissement des connaissances scientifiques relatives à la thématique des infiltrations graisseuses et à leurs exacerbations dans des situations d’hypoactivité ou de régénération musculaire. Nous avons montré que 3 jours d’hypoactivité chez l’homme, induite par le modèle novateur de dry immersion, suffisent à augmenter le contenu musculaire en IMAT. Dans un contexte de régénération musculaire, induite par le modèle glycérol chez la souris, nous avons démontré une inhibition de l’apparition des IMAT en diminuant les contraintes mécaniques appliquées au muscle lésé. Nous avons également précisé le rôle de l’axe TNFα/TGF-β1, et donc celui des processus inflammatoires nécessaires dans l’apoptose des FAPs afin de limiter le développement des IMAT dans ce modèle. Ces trois études ouvrent de nombreuses perspectives, afin i) de préciser le rôle des IMAT dans la dysfonction musculaire, ii) de définir les mécanismes de régulation qui contrôlent le développement et l’accumulation d’IMAT. / Skeletal muscle is a fascinating tissue that ensures core functions: moving, maintaining postures, feeding, communicating or just breathing. Many situations, associated with hypoactivity, are able to involve muscle deconditioning defined by a loss of mass and strength, as well as fat infiltration development (IMAT), altogether impairing muscle function. IMAT development occurs also with disrupted regeneration processes. Fibro-adipogenic progenitors (FAPs) appear as the main stem cell population involved in IMAT development. The interaction between FAPs and satellite/immune cells seems to be a crucial trio for an efficient regeneration, without IMAT development. According to the literature, the degree of contractile activity is able to affect the expression levels of different cytokines involved in FAPs fate, and therefore in IMAT accumulation. Our work contributed to increase scientific knowledge on muscle fatty infiltrations and their exacerbations in hypoactivity or regeneration situations. We showed that 3 days of hypoactivity in human, induced by the innovative model of dry immersion, are sufficient to promote an increase in IMAT content. In a context of muscle regeneration, induced by the mouse glycerol model, we highlighted an almost complete inhibition of IMAT accumulation by decreasing mechanical constraints applied to the injured muscle. We also investigated the role of the TNFα/TGF-β1 axis, and therefore the potential role of the inflammatory stage in FAPs apoptosis and inhibition of IMAT development. Our work open up new prospects 1°) clarifying the role of IMAT in muscle dysfunction, and 2°) defining the underlying mechanisms controlling IMAT development and accumulation.