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Sepsis induces long-term metabolic and mitochondrial muscle stem cell dysfunction amenable by mesenchymal stem cell therapy

Authors :
J. Bardon
B. Matot
David Briand
P. Serrani
Clément Crochemore
Miria Ricchetti
Laurent Chatre
Tarek Sharshar
Grégory Jouvion
Mathilde Latil
Pierre Rocheteau
P. G. Carlier
Miryam Mebarki
A. Lafoux
Nicola Latronico
Pier Paolo Lecci
Fabrice Chrétien
C. Huchet
Rocheteau, Pierre
Histopathologie humaine et Modèles animaux
Institut Pasteur [Paris] (IP)
Cellules Souches et Développement
Institut Pasteur [Paris] (IP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire de Résonance Magnétique Nucléaire (LRMN)
Institut de Myologie
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Association française contre les myopathies (AFM-Téléthon)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Association française contre les myopathies (AFM-Téléthon)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Service MIRCEN (MIRCEN)
Université Paris-Saclay-Institut de Biologie François JACOB (JACOB)
Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Anesthesia and Reanimation Department, Department of Surgery
University of Brescia
Unité de recherche de l'institut du thorax (ITX-lab)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Nantes - UFR de Médecine et des Techniques Médicales (UFR MEDECINE)
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)
Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)
Service de réanimation médico-chirurgicale adulte
Hôpital Raymond Poincaré [AP-HP]
Imagine - Institut des maladies génétiques (IMAGINE - U1163)
Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Laboratoire de Neuropathologie
Centre Hospitalier Sainte Anne
This work was supported by Région Ile de France, Fondation pour les Gueules Cassées, Société de Réanimation de Langue Française and Agence Nationale de la Recherche (ANR 11BSV202552)
Institut Pasteur [Paris]
Institut Pasteur [Paris]-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Association française contre les myopathies (AFM-Téléthon)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Association française contre les myopathies (AFM-Téléthon)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)
Institut de Biologie François JACOB (JACOB)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay
unité de recherche de l'institut du thorax UMR1087 UMR6291 (ITX)
Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie François JACOB (JACOB)
Institut Pasteur [Paris]-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Laboratoire de Résonance Magnétique Nucléaire ( LRMN )
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP)-Association française contre les myopathies ( AFM-Téléthon ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP)-Association française contre les myopathies ( AFM-Téléthon ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Service MIRCEN ( MIRCEN )
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay
unité de recherche de l'institut du thorax UMR1087 UMR6291 ( ITX )
Université de Nantes ( UN ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines ( UVSQ )
Hopital Raymond Poincaré, Garches
Imagine - Institut des maladies génétiques ( IMAGINE - U1163 )
Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Université Paris Descartes - Paris 5 ( UPD5 )
Source :
Nature Communications, Nature Communications, 2015, ⟨10.1038/ncomms10145⟩, Nature Communications, Nature Publishing Group, 2015, ⟨10.1038/ncomms10145⟩, Nature Communications, Nature Publishing Group, 2015, 〈10.1038/ncomms10145〉
Publication Year :
2015
Publisher :
HAL CCSD, 2015.

Abstract

Sepsis, or systemic inflammatory response syndrome, is the major cause of critical illness resulting in admission to intensive care units. Sepsis is caused by severe infection and is associated with mortality in 60% of cases. Morbidity due to sepsis is complicated by neuromyopathy, and patients face long-term disability due to muscle weakness, energetic dysfunction, proteolysis and muscle wasting. These processes are triggered by pro-inflammatory cytokines and metabolic imbalances and are aggravated by malnutrition and drugs. Skeletal muscle regeneration depends on stem (satellite) cells. Herein we show that mitochondrial and metabolic alterations underlie the sepsis-induced long-term impairment of satellite cells and lead to inefficient muscle regeneration. Engrafting mesenchymal stem cells improves the septic status by decreasing cytokine levels, restoring mitochondrial and metabolic function in satellite cells, and improving muscle strength. These findings indicate that sepsis affects quiescent muscle stem cells and that mesenchymal stem cells might act as a preventive therapeutic approach for sepsis-related morbidity.<br />Sepsis patients often develop muscle atrophy that can last for years. Here the authors show in a mouse model that sepsis causes long-term impairment of the satellite cells, affecting mitochondrial function and energy metabolism, and that injection of mesenchymal stem cells restores satellite cell metabolism and muscle regeneration.

Details

Language :
English
ISSN :
20411723
Database :
OpenAIRE
Journal :
Nature Communications, Nature Communications, 2015, ⟨10.1038/ncomms10145⟩, Nature Communications, Nature Publishing Group, 2015, ⟨10.1038/ncomms10145⟩, Nature Communications, Nature Publishing Group, 2015, 〈10.1038/ncomms10145〉
Accession number :
edsair.doi.dedup.....ce4a3d1d08a976e4f0a2320e9b0b07c4
Full Text :
https://doi.org/10.1038/ncomms10145