MENA Newswire , SAN FRANCISCO : Des chercheurs de l’université de Stanford ont publié de nouvelles découvertes qui pourraient constituer une avancée majeure dans la compréhension de la restauration des tissus articulaires vieillissants et du traitement des lésions sous-jacentes associées à l’arthrose, une maladie dégénérative qui touche des millions de personnes dans le monde. L’étude, parue dans la revue Science à la fin de l’année dernière, a révélé que le blocage d’une protéine liée au processus de vieillissement entraînait la régénération du cartilage chez des modèles animaux et présentait des effets mesurables sur des échantillons de tissus humains.
L’arthrose, la forme d’arthrite la plus courante, résulte de la dégradation du cartilage articulaire, le tissu lisse qui amortit les os au niveau des articulations. L’usure de ce cartilage entraîne douleur, raideur et diminution de la mobilité. La prise en charge clinique actuelle vise à soulager les symptômes, à proposer de la kinésithérapie et, dans les cas les plus graves, à recourir à la chirurgie de remplacement articulaire. À ce jour, aucun traitement médicamenteux n’a été approuvé pour inverser la perte de cartilage.
Des recherches menées par l'université de Stanford ont permis d'identifier une protéine , la 15-hydroxy-prostaglandine déshydrogénase (15-PGDH), dont la concentration augmente dans le cartilage articulaire avec l'âge et qui semble perturber les mécanismes naturels de réparation de l'organisme. Lors d'études en laboratoire sur des souris âgées, l'équipe a administré un inhibiteur de la 15-PGDH. Après le traitement, le cartilage, qui s'était aminci avec l'âge, s'est épaissi et a présenté des marqueurs structuraux associés à un tissu plus sain, notamment une expression accrue de composants clés de la matrice extracellulaire qui contribuent au maintien de l'intégrité du cartilage.
Outre les effets observés sur le cartilage vieilli naturellement, l'inhibiteur a été testé chez de jeunes souris présentant des lésions du genou induites chirurgicalement, conçues pour reproduire les dommages fréquemment rencontrés lors d'activités sportives. Dans ces modèles, le traitement a réduit le développement de modifications articulaires de type arthrosique qui surviennent généralement après une blessure. L'équipe de recherche a rapporté que les animaux traités présentaient une structure articulaire améliorée par rapport aux animaux témoins non traités.
Le mécanisme identifié par l'étude ne repose pas sur l'introduction de nouvelles cellules dans l'articulation. Les scientifiques ont plutôt observé des modifications de l'expression génique au sein des chondrocytes, cellules cartilagineuses existantes, orientant ces cellules vers un profil associé au maintien et à la réparation du cartilage. Les analyses en laboratoire ont révélé une diminution des populations cellulaires exprimant des niveaux élevés de 15-PGDH et une augmentation des cellules exprimant des gènes liés à la production de collagène de type II et d'autres composants essentiels au cartilage hyalin, la forme de cartilage qui assure une faible friction au niveau des articulations.
Des chercheurs ont également appliqué l'inhibiteur de la 15-PGDH à des tissus cartilagineux humains prélevés chez des patients ayant subi une arthroplastie totale du genou. Après une semaine de traitement in vitro, ces échantillons de tissu ont présenté une réduction des marqueurs de dégradation et des signes de néoformation cartilagineuse, comparativement aux échantillons non traités. Les chercheurs ont rapporté que le tissu traité présentait des modifications de l'expression génique compatibles avec une composition cartilagineuse plus jeune.
Preuves de laboratoire de la régénération du cartilage
La petite molécule utilisée dans cette étude a déjà été évaluée lors d'essais cliniques de phase précoce pour la faiblesse musculaire liée à l'âge. Les chercheurs ont constaté son innocuité et son activité biologique chez des volontaires sains. Ces essais sont distincts des travaux sur le cartilage, mais fournissent des données préliminaires sur l'innocuité de cette classe de composés.
Les auteurs de l'article paru dans Science décrivent la 15-PGDH comme appartenant à une classe d'enzymes qu'ils nomment « gérozymes », des protéines dont la prévalence augmente avec l'âge et qui pourraient contribuer au déclin de la capacité de régénération dans de nombreux tissus. Des travaux antérieurs de cette équipe ont montré que la 15-PGDH limite les processus de régénération dans les muscles et d'autres organes. La présente étude étend ces résultats au cartilage articulaire, un tissu longtemps considéré comme ayant une capacité d'auto-réparation limitée.
L' étude a décrit en détail l'administration systémique de l'inhibiteur ainsi que son injection directe dans les articulations du genou. Chez les souris âgées, l'administration systémique a entraîné une augmentation uniforme de l'épaisseur du cartilage sur toute la surface articulaire. Dans les modèles de lésion, les injections localisées ont induit des surfaces articulaires plus proches de celles des animaux non lésés, d'après les analyses histologiques. Les scientifiques ont caractérisé le cartilage régénéré comme présentant des caractéristiques du cartilage hyalin plutôt que du fibrocartilage, ce dernier étant mécaniquement inférieur et moins adapté au support des charges articulaires.
Données de sécurité issues des évaluations cliniques connexes
Les auteurs de l'étude ont constaté que le cartilage traité avec l'inhibiteur présentait des signaux accrus pour des molécules telles que la lubricine et les principales protéines structurales, essentielles au fonctionnement normal des articulations. Ces marqueurs sont couramment évalués en recherche comme indicateurs de la santé du cartilage, car ils contribuent à la capacité du tissu à résister aux contraintes mécaniques et à maintenir des surfaces articulaires lisses.
L'article scientifique mentionne de nombreux contributeurs de Stanford Medicine et d'instituts partenaires. Ces recherches s'inscrivent dans une tendance en sciences musculo-squelettiques qui vise à dépasser la simple gestion des symptômes pour s'attacher à comprendre et à moduler les processus biologiques sous-jacents aux maladies articulaires dégénératives. Elles contribuent également aux efforts plus vastes de recherche sur le vieillissement, destinés à identifier des cibles moléculaires susceptibles de restaurer la fonction de tissus autrefois considérés comme irrémédiablement altérés par l'âge.
La publication de cette étude a suscité l'intérêt des communautés de recherche orthopédique et biomédicale, car elle propose une cible moléculaire précise et un mécanisme défini de réparation du cartilage, indépendant de toute transplantation de cellules souches ou de l'utilisation d'échafaudages. Comme souvent en matière de découvertes précliniques, des chercheurs extérieurs à l'équipe principale soulignent la nécessité de mener des études complémentaires, notamment des essais cliniques contrôlés chez l'humain, afin de déterminer si ces résultats se traduisent par des traitements efficaces. Le développement clinique devra être approuvé par les autorités réglementaires et démontrer l'innocuité et l'efficacité du traitement chez les patients atteints d'arthrose, pathologie que cette recherche vise à traiter.
L’article « Une étude de Stanford révèle une voie pour restaurer le cartilage articulaire vieillissant » est paru initialement sur Emirates Echo .