Un gène lié à l’arthrite régénère le cartilage des articulations
La famille des protéines IL-6 a mauvaise réputation : elle peut favoriser l’inflammation, l’arthrite, les maladies auto-immunes et même le cancer. Cependant, elle révèle l’importance de l’IL-6 et des gènes associés pour le maintien et la régénération du cartilage, tant dans les articulations que dans les plaques de croissance qui permettent la croissance du squelette chez l’enfant.
Le gène STAT3
« Nous montrons, pour la première fois, que la famille IL-6, auparavant presque exclusivement associée dans le domaine musculo-squelettique à l’arthrite, à la perte osseuse et musculaire et à d’autres maladies inflammatoires chroniques, est nécessaire au maintien des cellules souches et progénitrices du squelette, ainsi qu’à la croissance et à la fonction saines des articulations et de la colonne vertébrale », a déclaré l’auteur correspondant de cette étude, Denis Evseenko.
Dans cette étude, la première auteure Nancy Q. Liu de l’USC et ses collègues ont examiné de près un gène-clé activé par l’IL-6 : STAT3. Dans des cellules humaines cultivées en laboratoire et chez la souris, les scientifiques ont démontré que STAT3 est essentiel à la prolifération, à la survie, à la maturation et à la régénération des cellules formant le cartilage dans les articulations et les plaques de croissance.
Sans ce gène le cartilage devient dysfonctionnelle
Lorsque ce gène a cessé de fonctionner, les cellules formant le cartilage sont devenues de plus en plus dysfonctionnelles au fil du temps, ce qui a entraîné une réduction de la taille, une fusion prématurée des plaques de croissance, un squelette sous-développé et une légère dégénérescence du cartilage articulaire.
Les souris ont connu les mêmes problèmes lorsqu’elles étaient privées d’une protéine appelée glycoprotéine 130 (gp130), que toutes les protéines IL-6 utilisent pour activer Stat3. La désactivation d’un autre gène, Lifr, qui code une protéine qui travaille avec gp130 pour reconnaître l’une des protéines IL-6 appelée Lifr, a produit des changements similaires mais plus légers au niveau du squelette et du cartilage.
STAT3 a permis de rétablir des plaques de croissance normales
Chez les souris dépourvues de gp130, les scientifiques ont pu rétablir des plaques de croissance normales en suractivant STAT3, mais cela a également provoqué une surcroissance du cartilage qui a entraîné d’autres anomalies du squelette.
Fait intéressant, les chercheurs ont noté des différences significatives liées au sexe : lorsque Stat3 cessait de fonctionner, les femelles présentaient des modifications du cartilage et du squelette plus graves que les mâles. Pour comprendre pourquoi, les chercheurs ont modifié les niveaux d’œstrogènes chez les souris, ainsi que dans les cellules de cartilage de porc cultivées en laboratoire. Dans les deux cas, les œstrogènes ont augmenté la quantité et l’activité de Stat3, ce qui laisse penser que les femmes pourraient dépendre davantage de ce gène.
Cette étude a des implications cliniques pour l’utilisation des médicaments existants qui inhibent STAT3 pour freiner l’inflammation dans les maladies auto-immunes : ces médicaments peuvent également interférer avec la croissance et la régénération.
Une médicament bientôt testé dans le cadre d’essais cliniques
À l’inverse, le laboratoire Evseenko a mis à profit sa compréhension des nuances de STAT3 et des gènes et protéines associés pour développer un médicament très ciblé ayant le potentiel de régénérer le cartilage articulaire sans déclencher d’inflammation. Ce médicament sera bientôt testé dans le cadre d’essais cliniques sur l’homme.
« Nos résultats changent réellement le paradigme et remettent en question les dogmes existants dans le domaine sur la façon dont IL-6, STAT3 et les gènes et protéines associés influencent non seulement l’inflammation, mais aussi la régénération », a déclaré Evseenko.
Cette recherche a été publiée dans Communications Biology.
Source : Keck School of Medicine of USC
Crédit photo : StockPhotoSecrets