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Comment le β-carotène stimule-t-il la croissance musculaire du poulet?

In vitro, le β-carotène agit sur les myoblastes* de poulet en entrainant leur sortie du cycle cellulaire et leur engagement dans la différenciation musculaire. Ce mécanisme pourrait expliquer l’effet positif du β-carotène alimentaire sur la croissance musculaire et la production de viande.

Myotubes de poulet © Christophe Praud
Par Sylvie André
Mis à jour le 08/11/2018
Publié le 07/11/2018

Myogénèse. © Inra, Christophe Praud
Myogénèse © Inra, Christophe Praud

Le contrôle de la croissance musculaire et de la composition corporelle sont des enjeux majeurs pour la qualité des produits et l’efficience des systèmes d’élevage de volailles de chair. Chez le poulet, le β-carotène alimentaire, qui est efficacement transformé en vitamine A, a des effets favorables sur la qualité de la carcasse, tels qu'une diminution de l'adiposité et une augmentation du rendement des muscles mais on ignore encore par quels mécanismes.

L'effet positif du β-carotène alimentaire sur le rendement musculaire pourrait résulter d'un effet direct du β-carotène sur les myoblastes via deux enzymes présentes dans le muscle : 1- la β-carotène oxygénase (ou BCO1), qui clive le β-carotène pour produire une forme active de vitamine A, le rétinal, 2- et la Retinaldehyde déshydrogénase (ou RALDH), responsable de la conversion du rétinal en acide rétinoïque, un régulateur majeur de la croissance musculaire.

Voie de signalisation de l'acide rétinoïque. © Inra, Christophe Praud
Voie de signalisation de l'acide rétinoïque © Inra, Christophe Praud

Les chercheurs de l’UMR Biologie des oiseaux et aviculture (BOA) ont testé cette hypothèse en étudiant l’effet du β-carotène sur des cultures primaires de myoblastes* de poulet dans lesquelles ils ont fait varier l’activité de la voie de signalisation** de l'acide rétinoïque via les enzymes BCO1 et RALDH.
Le traitement des myoblastes avec le β-carotène a entraîné une diminution significative  d’un marqueur de la prolifération cellulaire (incorporation de BrdU). Cet effet antiprolifératif a été confirmé dans une autre expérience utilisant la cytométrie en flux ***.
Le traitement a également augmenté significativement le processus de différenciation des myoblastes, suggérant un effet positif sur leur engagement dans la différenciation myogénique. L'addition d’un inhibiteur spécifique de l'activité de RALDH, a significativement réduit les effets antiprolifératifs et pro-différenciants du β-carotène, validant le fait que celui-ci agit sur les myoblastes de poulet en activant la voie de signalisation de l’acide rétinoïque.
De plus, dans les myoblastes montrant une diminution de l'expression de BCO1 consécutive à une mutation naturelle ou à un traitement, la réponse au β-carotène est aussi inhibée.

Ces résultats convergent pour montrer que le β-carotène exerce un effet antiprolifératif direct sur les myoblastes de poulet et stimule leur différenciation en myotubes, conduisant à une myogenèse accrue.
Cet effet passe principalement par la production d’acide rétinoïque, liée à l’activité des enzymes BCO1 et RALDH.

Ces résultats ouvrent de nouvelles perspectives pour orienter la composition corporelle et la qualité de la viande, en modulant l'apport de β-carotène dans l’alimentation des animaux d’élevage.

 

*La myogenèse est un phénomène biologique qui conduit à la formation des tissus musculaires. Le myotube, issu de la fusion de plusieurs myoblastes, se différencie en fibre musculaire mature (noyaux multiples en périphérie).

** Une voie de signalisation est une séquence d'étapes impliquant plusieurs molécules dans une cellule ou à sa surface (récepteurs) qui fonctionnent ensemble pour contrôler les fonctions cellulaires.

***La cytométrie en flux est une technique permettant de faire défiler des particules, molécules ou cellules à grande vitesse dans le faisceau d'un laser, en les comptant et en les caractérisant. C'est la lumière réémise qui permet de classer la population suivant plusieurs critères et de les trier.

Contact(s)
Contact(s) scientifique(s) :

Département(s) associé(s) :
Physiologie animale et systèmes d’élevage
Centre(s) associé(s) :
Val de Loire

Références

Christophe Praud, Sultan Al Ahmadieh, Emilien Voldoire, Yves Le Vern, Estelle Godet, Nathalie Couroussé, Benoit Graulet, Elisabeth Le Bihan-Duval, Cécile Berri, Michel J. Duclos (2017)  Beta-carotene preferentially regulates chicken myoblast proliferation withdrawal and differentiation commitment via BCO1 activity and retinoic acid production. Experimental Cell Research. 358 (2): 140-146. Doi : 10.1016/j.yexcr.2017.06.011.