La voie mTOR est une voie de signalisation cellulaire complexe impliquée notamment dans l’accrétion protéique en réponse à des stimuli tels que l’insuline et la leucine. Des modifications de cette voie pourraient expliquer la diminution de la synthèse protéique observée dans le muscle squelettique chez le sujet âgé en réponse à ces facteurs. Le but de ce travail a été d’étudier l’expression des protéines des voies mTOR (complexes mTORC1 et mTORC2) chez le rat âgé, en comparaison avec le rat adulte.

Neuf rats adultes (8 mois) et 14 rats âgés (24 mois) de race Wistar ont été étudiés. Les rats étaient acclimatés et nourris ad libitum. Le jour du sacrifice, après une nuit de jeûne, la glycémie capillaire était mesurée et les rats anesthésiés avant prélèvement de sang veineux pour dosages hormonaux et des muscles des membres inférieurs (soleus, plantaris, gastrocnemius). Les plan-taris (chez 5 rats adultes et 7 rats âgés) étaient homogénéisés en présence de détergent et d’inhibiteurs de protéases. Les protéines étaient analysées par Western Blot à l’aide d’anticorps spécifiques des protéines des voies mTOR. Les niveaux d’expression des protéines étaient déterminés et rapportés aux valeurs d’alpha-tubuline qui ne variaient pas entre le groupe adulte et le groupe âgé. Les 2 groupes ont été comparés par tests de Student.

La glycémie capillaire était plus élevée chez les rats jeunes (4,8±0,5 g/L, M±SD) que les rats âgés (4,0±0,6, P=0,002), avec un glucagon plus élevé chez les rats âgés (78,7±33,9 vs. 43,2±15,3 pg/mL, P=0,003), sans différence pour l’insulinémie. En dépit d’un poids corporel similaire, l’index du plantaris (comme des autres muscles) était plus bas chez les rats âgés (0,60±0,09% du poids, M±SD) que chez les rats jeunes (0,89±0,11; P<0,001), confirmant la sarcopénie. Parmi les protéines impliquées dans les complexes mTORC1 (mTOR, mLST8, RAPTOR) et mTORC2 (mTOR, mLST8, RICTOR), nous avons observé chez les rats âgés une augmentation de l’expression de mTOR (0,81±0,33 vs. 0,44±0,16; P=0,03), de RAPTOR (3,14±0,82 vs. 1,98±0,74; P=0,03) et de mLST-8 (0,65±0,24 vs. 0,24±0,10; P=0,003), par rapport aux rats adultes. A l’inverse, l’expression de la protéine RICTOR était diminuée (0,25±0,14 vs. 0,72±0,48; P=0,011). En amont de mTOR, le récepteur de l’insuline n’était pas modifié, alors que la PKBβ était augmentée (1,20±0,31 vs. 0,85±0,17 ; P=0,04). Enfin, en aval du complexe mTORC1, le niveau d’expression des substrats S6K1 et 4E-BP1 ne variait pas entre les deux groupes.

Dans ce modèle de rat âgé sarcopénique, nous avons montré qu’il existe des modifications d’expression de la voie mTOR qui se traduisent principalement par une augmentation de l’expression de mTOR, RAPTOR et mLST8 et une baisse de l’expression de RICTOR. Ces différences pourraient entraîner un déséquilibre entre les complexes mTORC1 et mTORC2 en faveur du complexe mTORC1, responsable de la régulation de la synthèse protéique. L’augmentation des protéines de ce complexe pourrait correspondre à un mécanisme compensatoire de la diminution de l’activation de cette voie chez le rat âgé. L’augmentation de la PKB pourrait participer à ce mécanisme.