Les virus sont connus pour leur capacité à provoquer des maladies, nous rendant faibles et infirmes, mais leur relation étroite avec la biologie humaine est beaucoup moins connue. Les rétrovirus, qui insèrent leur matériel génétique dans nos génomes pour se copier, laissent derrière eux des gènes qui aident notre système immunitaire à fonctionner et à façonner le développement des embryons et du placenta.
Les scientifiques ont publié un article dans PLOS Genetics dans lequel ils ont rapporté que la syncytine, une protéine virale qui favorise la formation du placenta, augmente également la masse musculaire chez les souris mâles. Ces découvertes peuvent en partie expliquer un mystère de longue date en biologie: pourquoi les mâles de nombreuses espèces de mammifères ont tendance à être plus musclés que les femelles.
«Dès que j'ai lu ceci, mon esprit a commencé à esquisser les conséquences possibles», explique le biologiste évolutionniste Aris Katsurakis de l'Université d'Oxford, au Royaume-Uni.
Héritage viral
Environ 8% des 3 milliards de paires A, T, G et C qui composent notre ADN sont des détritus viraux. Beaucoup de ces restes viraux sont devenus des déchets inutiles, mais pas tous, comme le montrent les découvertes faites au cours des 15 dernières années.
En 2000, les scientifiques ont découvert que la syncytine, une protéine qui favorise la formation du placenta, était en fait une protéine virale que les humains «empruntaient» plus tard. Initialement, cette protéine virale a permis au rétrovirus de fusionner avec les cellules hôtes, déposant son génome dans un havre de sécurité du cytoplasme. La syncytine est légèrement différente de l'ancienne forme de cette protéine; il ordonne à certaines cellules placentaires de fusionner avec les cellules de la mère de la mère pour former la couche externe du placenta.
Des études ultérieures ont montré que différents groupes de mammifères ont différents types de protéines syncytine, ce qui suggère que les mammifères ont emprunté à plusieurs reprises des protéines rétrovirales et les ont réutilisées pour le développement placentaire.
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«Il est effrayant de penser que cette fusion cellulaire a été provoquée par un virus que nous avons acquis il y a 30 millions d'années», déclare Lars-Inge Larsson, pathologiste à l'Université de Copenhague.
Facteur de croissance
Une étude récente menée par le virologue Thierry Heidmann du Centre national de la recherche scientifique (CNRS) à Villejuif et de l'Université Paris-Sud d'Orsay a examiné ce qui se passe lorsque la syncytine est retirée du génome de la souris. L'élimination des deux copies était fatale, cependant, l'élimination de la syncytine B et la rétention de la syncytine A ont eu pour résultat que la progéniture mâle était petite et fragile. Ces animaux pesaient 18% de moins que les portées avec les deux copies de syncytine.
Les scientifiques pensaient à l'origine que la perte de syncytine créait un placenta endommagé qui rendait difficile la croissance des souris avant la naissance. Des découvertes ultérieures dans d'autres laboratoires ont montré que la syncytine était active dans les cellules immunitaires et les cellules musculaires immatures (myoblastes) ainsi que dans le placenta. Heidmann a donc révisé son hypothèse.
Les cellules musculaires matures, il le savait, étaient formées par la fusion de nombreux myoblastes immatures. Étant donné que la fusion cellulaire est impliquée dans les deux processus, Heidmann et ses collègues ont suggéré que la syncytine pourrait également y jouer un rôle. Une analyse plus approfondie des données précédentes a montré que la diminution du poids corporel chez les souris mâles sans syncytine B était due à une diminution de leur masse musculaire. Des études cellulaires ont montré que les muscles des hommes sans protéines avaient 20% moins de fibres musculaires et le nombre de noyaux dans les fibres que les muscles des hommes intacts.
«Nous avons été très, très surpris que les différences se situent chez les hommes, mais pas chez les femmes», dit Heidmann.
Jouer avec les muscles
Des expériences ultérieures menées par l'équipe de Heidmann visaient à observer les myoblastes de souris à mesure qu'ils mûrissaient en cellules musculaires et ont montré que les deux gènes de synticine sont actifs dans ce processus et que le blocage des protéines réduit la fusion cellulaire de plus de 40%. Des études de culture cellulaire chez des moutons, des chiens et des humains ont montré des diminutions similaires de la fonction de fusion des myoblastes lorsque les scientifiques ont bloqué l'activité de la synticine.
«C'est la première indication puissante que les protéines de l'enveloppe rétrovirale jouent un rôle important en dehors du placenta», explique Cedric Feshot, biologiste évolutionniste à l'Université de l'Utah à Salt Lake City.
Heidmann souligne que les synticines ne sont pas les seules protéines importantes dans la fusion musculaire et que son groupe ne sait toujours pas pourquoi ces protéines stimulent la croissance musculaire chez les hommes mais pas chez les femmes. Et si l'on considère que les synticines chez la souris proviennent de virus complètement différents de ceux de l'homme, Feshot conseille de ne pas supposer qu'elles sont également importantes pour le développement des muscles humains.
Pourtant, dit-il, il est clair que ces protéines virales, dispersées dans tout notre génome, sont bien plus importantes que quiconque ne l'aurait deviné.
«Ce que nous voyons n'est probablement que la pointe de l'iceberg», dit Feshot.
ILYA KHEL
