Application de la technologie de séquençage de l’ARN pour explorer le mécanisme de réparation du Tuina sur le muscle gastrocnémien chez des rats atteints de lésion du nerf sciatique
La lésion des nerfs périphériques (PNI) désigne une atteinte du plexus nerveux périphérique, du tronc nerveux ou de ses branches causée par des forces externes. Les cellules dérivées du muscle squelettique jouent un rôle significatif dans la réparation nerveuse en raison de leur forte fonction sécrétoire et de leur capacité à se différencier en cellules de type Schwann ou en d’autres types cellulaires, favorisant ainsi la régénération des nerfs périphériques. Le Tuina, une thérapie manuelle traditionnelle chinoise, a démontré son efficacité pour atténuer des symptômes tels que les spasmes musculaires et la douleur causés par des lésions nerveuses. Cette étude vise à explorer les effets du Tuina sur la récupération de la lésion du nerf sciatique (SNI) chez des rats, en se concentrant sur les changements de force musculaire des membres postérieurs et les altérations génétiques du muscle gastrocnémien en utilisant la technologie de séquençage de l’ARN.
Conception expérimentale et méthodologie
L’étude a impliqué 27 rats mâles Sprague-Dawley (SD) âgés de 6 semaines, pesant 200 ± 10 g. Les rats ont été répartis aléatoirement en trois groupes : le groupe Sham, le groupe SNI et le groupe Tuina. Avant la chirurgie, les rats ont été privés de nourriture et d’eau pendant 24 heures, puis anesthésiés par une injection intrapéritonéale de pentobarbital sodique à 1 % (0,35 mL/100 g). Les rats ont été fixés en position ventrale, et la jonction hanche-fémur droite a été préparée avec de l’iodophore, rasée et re-stérilisée. Une incision de 1 cm a été pratiquée le long du nerf sciatique, exposant le bord inférieur du muscle piriforme. Le nerf sciatique a été identifié, stérilisé et suturé dans le groupe Sham. Dans les groupes SNI et Tuina, le nerf sciatique a été pincé avec des pinces hémostatiques à 5 mm du nodule pendant 5 secondes avec une force maximale (6 N), créant un point de lésion de 2 mm. La zone a ensuite été rincée avec une solution saline, et la plaie a été stérilisée et suturée.
Après la chirurgie, les membres postérieurs des rats du groupe Sham ont pu se mouvoir librement en un jour. En revanche, les rats des groupes SNI et Tuina ont présenté des articulations du genou droites avec une flexion limitée et une boiterie, indiquant une modélisation réussie de la lésion du nerf sciatique. Les rats des groupes Sham et SNI ont été nourris de manière routinière, tandis que le groupe Tuina a commencé le traitement le 7ème jour post-chirurgie. Les techniques de Tuina, incluant la pression de points, le pincement et le pétrissage, ont été appliquées aux points Yinmen (BL37), Chengshan (BL57) et Yanglingquan (GB34) du côté affecté une fois par jour pendant 9 minutes. Le traitement a été administré pendant 10 jours consécutifs, suivi d’un jour de repos, et répété pendant 10 jours supplémentaires, totalisant 20 interventions. Pour réduire le stress, les rats ont été caressés et massés pendant 9 minutes avant chaque intervention.
Tests comportementaux et évaluation de la force musculaire
Un testeur de plaque inclinée électrique a été utilisé pour mesurer les changements de force musculaire des membres postérieurs. Les tests comportementaux ont été réalisés avant la chirurgie et aux jours 0, 5, 10, 15 et 20 de l’intervention. Les têtes des rats ont été placées sur la plaque, et l’angle a été progressivement augmenté jusqu’à ce que les rats ne puissent plus maintenir leur position pendant 5 secondes. L’angle critique a été enregistré, et la moyenne de trois mesures a été prise.
Séquençage de l’ARN et analyse des données
Après l’intervention, neuf rats de chaque groupe ont été anesthésiés, et le tissu du muscle gastrocnémien droit a été prélevé. L’ARN total a été extrait du tissu de trois rats, mélangé en tant qu’échantillon, et chaque groupe a eu trois réplicats biologiques. Le séquençage de l’ARN a été réalisé, et les données ont été analysées avec SPSS 22.0. Une analyse de variance (ANOVA) à un facteur a été utilisée pour comparer les groupes.
Résultats
Les résultats du test de la plaque inclinée n’ont montré aucune différence significative de l’angle au départ entre les groupes. Cependant, l’angle a diminué significativement dans les groupes SNI et Tuina par rapport au groupe Sham avant l’intervention (7 jours post-chirurgie). Au 10ème jour d’intervention, le groupe Tuina a montré une augmentation significative de l’angle de la plaque inclinée par rapport au groupe SNI (P < 0,05), avec des augmentations supplémentaires observées aux 15ème et 20ème interventions (P < 0,01). Cependant, le groupe Tuina a encore montré des différences significatives par rapport au groupe Sham.
Le séquençage de l’ARN a révélé 44 gènes différentiellement exprimés (DEGs) entre les groupes Sham et Tuina. Quatre gènes dans le groupe Sham et 20 gènes dans le groupe Tuina ont montré des différences significatives par rapport au groupe SNI. L’analyse de l’ontologie génétique (GO) a indiqué que les DEGs étaient impliqués dans les processus cellulaires, les processus à organisme unique, les processus métaboliques, la régulation des processus biologiques, la réponse aux stimuli, les parties cellulaires, les cellules, les organites et la liaison. Les fonctions GO étaient enrichies dans la régulation de l’activation du complément, la réponse aux stimuli, la sénescence cellulaire et la voie de signalisation Wnt impliquée dans la morphogenèse du tube digestif. L’analyse des voies de l’Encyclopédie des gènes et des génomes de Kyoto (KEGG) a révélé une implication dans le métabolisme des acides aminés, le métabolisme des lipides, le métabolisme des cofacteurs et des vitamines, la biodégradation et le métabolisme des xénobiotiques, le système immunitaire, le système nerveux, les maladies immunitaires et les maladies neurodégénératives. Les voies KEGG étaient enrichies dans l’interaction cytokine-récepteur de cytokine, la carcinogenèse chimique et la voie de signalisation AMPK.
Discussion
Les résultats du test de la plaque inclinée ont démontré que le Tuina a favorisé la récupération et la régénération de la SNI, facilité les connexions entre les nerfs lésés et les organes cibles, et retardé l’atrophie du muscle gastrocnémien. L’analyse des DEGs a mis en évidence qu’Ankrd1 (domaine de répétition ankyrine 1) avait la plus grande expression régulée à la hausse dans l’enrichissement GO, tandis qu’Eda2r (récepteur de l’ectodysplasmine A2) a montré la plus grande expression régulée à la hausse dans l’enrichissement KEGG. IL12rb2 (sous-unité bêta 2 du récepteur de l’interleukine 12) a présenté la plus grande expression différentielle dans la fonction GO et la voie KEGG enrichie en expression régulée à la baisse.
Ankrd1 est une protéine impliquée dans la régulation de la conversion des types de fibres musculaires. Ses composants cellulaires incluent la Bande I, et l’intervention de Tuina peut ajuster la structure des myofilaments, réguler la différenciation du muscle squelettique et répondre à la tension musculaire, stabilisant ainsi la morphologie du gastrocnémien et favorisant la réparation nerveuse par l’expression de l’ARNm d’Ankrd1 dans la Bande I du muscle gastrocnémien. IL12rb2 joue un rôle crucial dans la réparation de la PNI, tandis qu’Eda2r favorise la réparation nerveuse en régulant les voies de signalisation NF-kB, JNK et p53 liées à l’analgésie.
Conclusion
Le Tuina a favorisé la récupération de la force musculaire des membres postérieurs chez les rats atteints de SNI, potentiellement en améliorant l’expression génique du gastrocnémien. Les DEGs impliquaient de multiples fonctions biologiques et voies, suggérant que le mécanisme de réparation du Tuina pourrait être lié aux processus cellulaires, aux processus à organisme unique, à la réponse aux stimuli et à l’interaction cytokine-récepteur de cytokine, ainsi qu’aux voies de signalisation AMPK et autres. La régulation de l’expression génique d’Ankrd1, IL12rb2 et Eda2r dans le muscle gastrocnémien pourrait également contribuer à la réparation de la SNI chez les rats.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000001960