Les humains partageraient-ils la capacité des salamandres et des poissons-zèbres à régénérer les cartilages ?
C’est l’étonnante découverte faite par des chercheurs de l’Université Duke, aux États-Unis. Dans une étude publiée le 9 octobre dernier dans Science Advances, ils expliquent voir identifié un mécanisme de réparation du cartilage des articulations de la cheville et de la hanche qui pourrait mener, à terme, au traitement de l’arthrose.
En France, 10 millions de personnes sont touchées par cette maladie dégénérative, qui reste à ce jour incurable. Les traitements disponibles sont des traitements dits "symptomatiques", c’est-à-dire destinés à soulager la douleur et l’enraidissement, mais n’ont que peu d’effet sur l’évolution naturelle de la maladie. Les seules options thérapeutiques disponibles, comme la microgreffe ou la pose d’une prothèse, s’avèrent toutes invasives et/ou douloureuses pour les patients, et ont souvent une efficacité limitée.
"Nous croyons qu'une compréhension de cette capacité régénératrice de type salamandre chez l'homme et des éléments qui manquent cruellement à ce circuit de régulation, pourrait fournir la base de nouvelles approches pour réparer les tissus articulaires et peut-être des membres humains entiers", explique Virginia Byers Kraus, professeure aux départements de médecine, pathologie et chirurgie orthopédique à Duke.
Déterminer l’âge du cartilage
La première étape de l’étude menée par les chercheurs a consisté à déterminer l'âge des protéines de cartilage. Ils ont pu constater que les protéines nouvellement créées dans les tissus contiennent des taux de conversion d’acides aminés très faibles ou nuls. Au contraire, les protéines plus anciennes affichent des taux d’acides aminés importants.
Les chercheurs ont ensuite découvert que l'âge du cartilage dépendait largement de l'endroit où il se trouvait dans le corps. Ainsi, le cartilage des chevilles est jeune, il est d'âge moyen dans le genou et vieux dans les hanches. Comme chez les salamandres, cette corrélation entre l'âge du cartilage humain et son emplacement dans le corps correspond à la façon dont se régénère le cartilage : plus il se situe aux extrémités éloignées, plus il est jeune.
Pour les auteurs de l’étude, cette découverte explique pourquoi les blessures aux genoux et, surtout, aux hanches prennent beaucoup de temps à se rétablir et se transforment souvent en arthrose, tandis que les blessures à la cheville guérissent plus rapidement et deviennent moins souvent gravement arthritiques.
Le rôle-clé des microARN
Autre découverte faite par les chercheurs : celle du rôle des microARN, des enzymes servant notamment à la régulation de l’expression des gènes et qui sont plus actifs chez les animaux qui peuvent "réparer" leurs membres, leurs nageoires ou leur queue.
Comme chez les humains, l’activité de ces microARN varie considérablement selon l'endroit où ils se trouvent : elle était plus élevée dans les chevilles que dans les genoux et les hanches et plus élevée dans la couche supérieure du cartilage que dans les couches plus profondes du cartilage.
Pour les chercheurs, cela signifie que ces microARNs pourraient être développés comme des médicaments qui pourraient prévenir, ralentir ou inverser l'arthrose. "Nous pensons que nous pourrions aider ces régulateurs à régénérer complètement le cartilage dégénéré d'une articulation arthritique. Si nous parvenons à déterminer les régulateurs qui nous manquent par rapport aux salamandres, nous pourrons peut-être même ajouter les composants manquants et mettre au point un moyen de régénérer un jour une partie ou la totalité d'un membre humain blessé ", détaille le Pr Kraus. "Nous pensons qu'il s'agit d'un mécanisme fondamental de réparation qui pourrait s'appliquer à de nombreux tissus, pas seulement au cartilage."