Une équipe de chercheurs de Stanford Medicine a fait une percée qui pourrait modifier le traitement futur de l'arthrose, une maladie dégénérative des articulations qui touche des millions de personnes dans le monde. Dans une étude publiée dans Science, les scientifiques ont constaté que le blocage d'une protéine liée au vieillissement restaurait le cartilage chez des souris âgées et empêchait l'arthrite de se développer après des blessures au genou. Les premiers essais en laboratoire sur des échantillons de cartilage humain ont également montré des signes de régénération.


Un médicament injectable a restauré le cartilage articulaire chez des souris âgées et blessées

Bien que les résultats en soient encore au stade expérimental, les chercheurs affirment qu'ils suggèrent que de futures thérapies pourraient potentiellement réduire ou retarder la nécessité d'une chirurgie de remplacement des articulations.

Dans un communiqué publié par Stanford Medicine, Helen Blau, PhD, professeur de microbiologie et d'immunologie, a déclaré : "Il s'agit d'une nouvelle façon de régénérer les tissus adultes, et elle est très prometteuse sur le plan clinique pour le traitement de l'arthrite due au vieillissement ou à une blessure. Nous recherchions des cellules souches, mais elles ne sont manifestement pas impliquées. C'est très intéressant.

Blau, qui dirige le Baxter Laboratory for Stem Cell Biology et est titulaire de la Donald E. and Delia B. Baxter Foundation Professorship, et Nidhi Bhutani, PhD, professeur agrégé de chirurgie orthopédique, sont les auteurs principaux de l'étude.

L'arthrose touche environ un adulte sur cinq aux États-Unis et génère des dizaines de milliards de dollars par an en coûts directs de santé. La possibilité de disposer d'un médicament capable de restaurer le cartilage représente un changement majeur par rapport aux approches thérapeutiques actuelles basées sur les symptômes.

Cibler une protéine liée au vieillissement

L'étude s'est concentrée sur une protéine connue sous le nom de 15-PGDH, décrite par les chercheurs comme un gérozyme, c'est-à-dire une enzyme associée au déclin des tissus lié au vieillissement. Les niveaux de 15-PGDH augmentent avec l'âge. Cette protéine décompose la prostaglandine E2, une molécule impliquée dans la réparation et la régénération des tissus.

"Il est intéressant de noter que la prostaglandine E2 a été impliquée dans l'inflammation et la douleur", a déclaré M. Blau dans le communiqué. "Mais cette recherche montre qu'à des niveaux biologiques normaux, de petites augmentations de la prostaglandine E2 peuvent favoriser la régénération.

Des recherches antérieures menées par la même équipe ont montré que le blocage de la 15-PGDH améliorait la force musculaire chez les souris âgées. Dans la dernière étude, les scientifiques ont cherché à savoir si la même approche pouvait influencer la santé du cartilage. Le cartilage, en particulier le cartilage hyalin lisse qui tapisse les articulations, a une capacité de régénération très limitée lorsqu'il est endommagé. L'arthrose se développe lorsque le cartilage se détériore en raison de l'âge, d'une blessure ou d'un stress mécanique, entraînant une inflammation, un gonflement et une douleur chronique. Actuellement, les traitements se concentrent sur la gestion des symptômes ou le remplacement chirurgical des articulations endommagées. Aucun médicament autorisé ne peut inverser la perte de cartilage.

Dans les nouvelles expériences, des souris âgées ont reçu une injection d'une petite molécule inhibitrice de la 15-PGDH. Certains animaux ont reçu des injections systémiques, tandis que d'autres ont été traités directement dans l'articulation du genou. Dans les deux cas, les chercheurs ont observé un épaississement du cartilage qui était devenu mince et s'était dégradé avec l'âge. Des tests supplémentaires ont confirmé que le tissu régénéré ressemblait à du cartilage hyalin fonctionnel plutôt qu'à du fibrocartilage, qui est mécaniquement plus faible.

"La régénération du cartilage dans de telles proportions chez des souris âgées nous a surpris", a déclaré Nidhi Bhutani dans le communiqué de Stanford. "L'effet était remarquable.

Prévention de l'arthrite après une blessure

Les chercheurs ont également testé le médicament sur des souris présentant des blessures au genou ressemblant à des déchirures du ligament croisé antérieur (LCA), une blessure sportive courante qui augmente considérablement le risque d'arthrose à long terme. Les souris traitées deux fois par semaine avec l'inhibiteur pendant quatre semaines après la blessure étaient beaucoup moins susceptibles de développer de l'arthrose que les animaux non traités. Les souris traitées ont également montré une amélioration des mouvements et de la capacité à supporter le poids du membre blessé.

Il est intéressant de noter que le traitement semble reprogrammer les cellules cartilagineuses existantes, appelées chondrocytes, plutôt que de s'appuyer sur des cellules souches. L'analyse a montré un changement dans l'expression des gènes vers un profil de cartilage plus jeune, y compris une réduction de l'expression des marqueurs inflammatoires et des gènes de dégradation du cartilage.

"Le mécanisme est tout à fait frappant et a vraiment changé notre perspective sur la façon dont la régénération des tissus peut se produire", a déclaré Bhutani dans le communiqué. "Il est clair qu'un grand nombre de cellules déjà existantes dans le cartilage modifient leurs schémas d'expression génétique.

Signaux précoces dans les tissus humains

Afin d'explorer les possibilités d'application à l'homme, les chercheurs de Stanford ont traité des échantillons de cartilage prélevés sur des patients ayant subi une arthroplastie du genou pour cause d'ostéoarthrite. Après une semaine d'exposition à l'inhibiteur de la 15-PGDH, le tissu présentait moins de cellules produisant l'enzyme associée au vieillissement et des signes moléculaires précoces compatibles avec la régénération du cartilage.

Un inhibiteur de la 15-PGDH administré par voie orale a déjà fait l'objet d'essais d'innocuité de phase 1 pour la faiblesse musculaire liée à l'âge. Les chercheurs espèrent que des essais similaires permettront d'évaluer ses effets sur le cartilage articulaire. Blau a ajouté : "Les essais cliniques de phase 1 d'un inhibiteur de la 15-PGDH pour la faiblesse musculaire ont montré qu'il était sûr et actif chez des volontaires sains. Nous espérons qu'un essai similaire sera bientôt lancé pour tester son effet sur la régénération du cartilage. Nous sommes très enthousiastes quant à cette percée potentielle. Imaginez que l'on puisse régénérer le cartilage existant et éviter le remplacement des articulations".

Les experts soulignent toutefois que les résultats obtenus sur les souris ne sont pas toujours transposables à l'homme. De nombreuses thérapies régénératives se sont révélées prometteuses dans les modèles animaux, mais ont rencontré des difficultés dans le développement clinique. Des essais cliniques indépendants seront nécessaires pour déterminer si l'approche est sûre et efficace chez les patients souffrant d'arthrose. Pour l'instant, les résultats représentent une étape précoce mais potentiellement importante dans la compréhension de la manière dont la perte de cartilage liée au vieillissement pourrait un jour être inversée.