Comment remonter le temps sur le cartilage arthritique
Une nouvelle étude décrit comment une protéine-clé, appelée « Signal Transducer and Activator of Transcription 3″ (STAT3), pourrait faire reculer le temps du vieillissement du cartilage qui conduit à l’arthrose. « STAT3 joue un répertoire étonnant de rôles dans le développement et la régénération, ainsi que dans les maladies inflammatoires et le cancer. »
Reculer le temps du vieillissement du cartilage
« Dans cette étude, nous avons trouvé une approche chimique innovante pour inverser le vieillissement des cellules formant des articulations d’une manière cliniquement pertinente, car cette intervention est simple et entièrement contrôlée », a déclaré l’auteur co-correspondant de cette étude, Denis Evseenko , qui est professeur d’orthopédie.
« Nous voulions comprendre le rôle de STAT3 dans les cellules cartilagineuses au cours du développement embryonnaire ainsi que dans le contexte de l’arthrose », a déclaré l’auteur co-correspondant Steve Horvath, professeur de génétique humaine et de biostatistique à l’UCLA.
Pour ce faire, les premiers auteurs Arijita Sarkar, Nancy Q. Liu et leurs collègues de l’USC et de l’UCLA ont réalisé une série d’expériences pour découvrir comment STAT3 active et désactive les gènes via un processus connu sous le nom de régulation épigénétique.
Plus précisément, l’équipe a identifié des modèles de régulation épigénétique qui sont en corrélation avec l’âge des cellules cartilagineuses. Ces corrélations ont servi de base à la création de ce que les chercheurs ont appelé une « horloge épigénétique » pour les cellules cartilagineuses.
Une molécule a pu inverser les aiguilles de l’horloge épigénétique
En utilisant une molécule pour activer STAT3, ils ont pu inverser les aiguilles de l’horloge épigénétique, activant de nombreux gènes et créant un schéma épigénétique typique des cellules cartilagineuses plus jeunes. Lorsqu’ils ont inactivé génétiquement STAT3, l’horloge épigénétique s’est accélérée, désactivant de nombreux gènes et favorisant un schéma épigénétique observé dans les cellules cartilagineuses plus anciennes.
Les scientifiques ont ensuite concentré leur attention sur une enzyme importante appelée ADN méthyltransférase 3 bêta (DNMT3B), qui interagit avec STAT3. Lorsque STAT3 a été inactivé, DNMT3B est passé à la vitesse supérieure pour ajouter des marques de vieillissement à la molécule d’ADN et a favorisé la progression de l’arthrose du genou chez les souris blessées.
Dans le cartilage arthritique du genou des souris, il y avait une population importante de cellules cartilagineuses qui semblaient remonter le temps et revenir à un état immature. « Ces cellules peuvent assumer un état plus embryonnaire dans le but d’améliorer leur capacité à développer un nouveau cartilage du genou », a déclaré Sarkar.
Malheureusement, alors que ces cellules immatures fabriquent du cartilage qui se régénère dans la jeunesse pendant le développement embryonnaire ou une blessure aiguë, elles semblaient créer du cartilage dysfonctionnellement immature dans le contexte d’une maladie chronique telle que l’arthrose.
Exploiter le pouvoir de STAT3 pour favoriser la régénération
« Lorsqu’elle est présente à plus long terme, l’hyperactivation du programme immature dans les cellules cartilagineuses est susceptible de favoriser l’inflammation et, finalement, la dégénérescence et la fibrose », a déclaré Liu.
À l’avenir, les résultats de cette étude peuvent éclairer la quête de développement de traitements qui exploitent le pouvoir de STAT3 pour favoriser la régénération sans exploiter sa tendance à déclencher une inflammation, et comme tout ce qui nouveau, il faudra procéder à d’autres recherches avant de pouvoir exploiter cliniquement cette découverte.
Cette recherche a été publiée dans Aging Cell.
Source : University of Southern California
Crédit photo : Pixabay