Une stratégie à petite molécule avec forskoline et inhibiteur de p38 pour l’expansion de cellules souches musculaires en l’absence de sérum

Faire pousser de la viande sans animaux

Imaginez déguster un steak juteux qui n’a jamais été prélevé sur une vache abattue. La viande cultivée vise à faire croître de véritables cellules musculaires animales dans des cuves d’acier plutôt qu’à la ferme, promettant de réduire fortement l’utilisation des terres, les émissions et la souffrance animale. Mais un obstacle majeur a été la manière d’alimenter ces cellules de façon abordable, cohérente et sans produits sanguins animaux. Cette étude présente une nouvelle recette qui utilise seulement deux petites molécules soigneusement choisies pour aider de jeunes cellules musculaires bovines à se multiplier vigoureusement dans un milieu totalement dépourvu de sérum, rapprochant ainsi la viande cultivée d’une production à grande échelle.

Pourquoi remplacer le sérum est important

Aujourd’hui, la plupart des cellules animales utilisées pour la recherche ou les prototypes alimentaires sont cultivées dans des mélanges enrichis en sérum fœtal bovin, un composant prélevé sur des veaux à naître. Le sérum est efficace mais problématique : il est coûteux, variable d’un lot à l’autre, peut transporter des agents pathogènes et soulève de sérieuses questions éthiques. Les chercheurs ont commencé à développer des milieux sans sérum qui remplacent ce dernier par des ingrédients précisément définis, mais ces formulations restent souvent onéreuses et n’atteignent pas encore la capacité du sérum à soutenir une croissance cellulaire rapide et durable. Pour que la viande cultivée puisse rivaliser avec le bœuf conventionnel, il faut une manière plus simple et moins chère de maintenir les cellules souches musculaires en division sans sacrifier leur capacité à se différencier en fibres musculaires matures.

Un raccourci intelligent utilisant de petites molécules auxiliaires

Dans ce travail, l’équipe s’est concentrée sur les cellules souches musculaires bovines — les éléments de base capables à la fois de s’auto‑renouveler et de former du nouveau muscle. Ils sont partis d’un milieu de base sans sérum déjà existant pour ces cellules et ont testé 24 petites molécules connues pour influencer la croissance, la division ou la spécialisation cellulaires. Après des tests à court terme et des passages répétés, un candidat s’est distingué : la forskoline, un composé d’origine végétale qui augmente un messager intracellulaire nommé AMPc. À une dose basse soigneusement ajustée, la forskoline a permis aux cellules de conserver leur morphologie arrondie typique de cellules souches, d’augmenter l’activité des gènes myogéniques marquant l’identité musculaire et, surtout, d’accélérer la division cellulaire sur de nombreux cycles de culture. Les chercheurs ont nommé ce milieu supplémenté en forskoline « Beefy‑F ». Sur six passages, Beefy‑F a produit presque deux fois plus de cellules que la recette sans sérum d’origine et a atteint des rendements comparables aux cultures traditionnelles avec sérum, tout en préservant la capacité des cellules à fusionner en fibres de type musculaire.

Ajouter un second coup de pouce pour une croissance encore plus rapide

Ayant identifié une base prometteuse, les chercheurs se sont ensuite demandé si des composés additionnels pouvaient agir en synergie avec la forskoline pour pousser la croissance encore plus loin. Ils ont testé plusieurs inhibiteurs de voies de signalisation qui ralentissent ou orientent normalement le comportement cellulaire, y compris deux qui bloquent une voie responsive au stress connue sous le nom de p38 MAPK. L’un d’eux, SB202190, est apparu comme le meilleur partenaire. Lorsqu’on a ajouté 1 micromolaire de SB202190 à Beefy‑F, formant le milieu « Beefy‑F + S », les cellules souches musculaires bovines se sont développées beaucoup plus rapidement que dans les autres mélanges. Après trois passages, Beefy‑F + S a produit environ 60 % de cellules en plus que le témoin sans sérum d’origine et environ 30 % de plus que la forskoline seule ou l’inhibiteur de p38 seul. Les cellules sont restées saines et compactes, ont montré des niveaux plus élevés de PAX7, un marqueur de stemness, et ont continué à former en abondance des fibres musculaires bien organisées dans plusieurs conditions de différenciation sans sérum.

Observer ce qui se passe à l’intérieur des cellules

Pour comprendre ce qui changeait à l’intérieur des cellules, l’équipe a comparé l’activité génique sur cinq conditions de culture : sérum standard, le milieu de base sans sérum, la forskoline seule, l’inhibition de p38 seule et le système combiné Beefy‑F + S. Le séquençage d’ARN à l’échelle du génome a révélé que les milieux sans sérum, en particulier ceux contenant de la forskoline, préservaient une forte expression des gènes définissant l’identité musculaire. Parallèlement, l’inhibiteur de p38 augmentait fortement les gènes impliqués dans le cycle cellulaire, aidant ainsi les cellules à franchir plus facilement les étapes de la division. Ensemble, dans Beefy‑F + S, ces deux effets se combinaient : les gènes d’identité musculaire restaient élevés tandis que les programmes de division cellulaire étaient amplifiés. Les cellules ont également remodelé leur environnement en réduisant l’expression de plusieurs gènes de collagène et en augmentant des facteurs favorisant la dégradation de matrice excédentaire, ce qui suggère qu’elles créaient un microenvironnement plus flexible, mieux adapté à une croissance continue.

Ce que cela signifie pour l’avenir de la viande cultivée

Concrètement, cette étude montre qu’une stratégie simple à deux ingrédients peut largement remplacer le sérum animal pour la culture de cellules souches musculaires bovines. La forskoline aide les cellules à « se souvenir » qu’elles sont des précurseurs musculaires, tandis que l’inhibiteur de p38 les encourage à se multiplier rapidement et à ajuster leurs interactions avec leur environnement. Le milieu résultant, Beefy‑F + S, est relativement peu coûteux à produire, augmente le rendement cellulaire de plus d’une fois et demie par rapport aux options sans sérum précédentes et conserve la capacité des cellules à former du tissu musculaire — une propriété essentielle pour les transformer en viande consommable. Bien que des travaux supplémentaires soient nécessaires pour remplacer tous les composants par des ingrédients adaptés à l’alimentation et tester davantage de donneurs animaux, cette approche par petites molécules offre une feuille de route pratique pour monter en échelle la croissance cellulaire sans sérum, rapprochant le bœuf cultivé des étals des supermarchés.

Citation: Lu, H., Liu, Z., Liu, X. et al. A small molecule strategy with forskolin and p38 inhibitor for serum-free muscle stem cell expansion. npj Sci Food 10, 81 (2026). https://doi.org/10.1038/s41538-026-00732-8

Mots-clés: viande cultivée, milieu sans sérum, cellules souches musculaires, forskoline, inhibiteur de p38