Molecule Combo inverse en fait l'arthrite du cartilage humain et des rats, selon une nouvelle étude «passionnante»

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Les personnes souffrant d'arthrose - arthrite «d'usure» - ont eu, dans le passé, des options de traitement limitées, soit des analgésiques ou une chirurgie de remplacement articulaire.

Aujourd'hui, les chercheurs de Salk ont ​​découvert qu'une puissante combinaison de deux traitements expérimentaux inverse les signes cellulaires et moléculaires de l'arthrose chez le rat ainsi que dans des cellules cartilagineuses humaines isolées. Leurs résultats ont été publiés dans la revue Protéine et cellule plus tôt cette semaine.


«Ce qui est vraiment excitant, c’est qu’il s’agit d’une thérapie qui peut être traduite en clinique assez facilement», déclare Juan Carlos Izpisua Belmonte, auteur principal et professeur au laboratoire d’expression génique de Salk. «Nous sommes ravis de continuer à affiner cette thérapie combinée prometteuse à usage humain.»

Affectant 30 millions d'adultes, l'arthrose est le trouble articulaire le plus courant aux États-Unis et sa prévalence devrait augmenter dans les années à venir en raison du vieillissement de la population et du taux croissant d'obésité. La maladie est causée par des modifications graduelles du cartilage qui amortit les os et les articulations. Au cours du vieillissement et du stress répétitif, les molécules et les gènes des cellules de ce cartilage articulaire changent, conduisant finalement à la dégradation du cartilage et à la prolifération de l'os sous-jacent, provoquant une douleur chronique et une raideur.

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Des recherches antérieures avaient identifié deux molécules, la protéine alpha-KLOTHO et le gène TGF beta receptor 2 (TGFβR2), pour potentiellement traiter l'arthrose. αKLOTHO agit sur le maillage des molécules entourant les cellules du cartilage articulaire, empêchant cette matrice extracellulaire de se dégrader. Le TGFβR2 agit plus directement sur les cellules cartilagineuses, stimulant leur prolifération et empêchant leur dégradation.


Alors que chacun d'eux n'avait que modérément freiné l'arthrose chez les modèles animaux de la maladie, Izpisua Belmonte et ses collègues se sont demandé si les deux ensemble agiraient plus efficacement de concert.

«Nous pensions qu'en mélangeant ces deux molécules qui fonctionnent de différentes manières, nous pourrions peut-être faire quelque chose de mieux», déclare Paloma Martinez-Redondo, stagiaire postdoctorale Salk et co-premier auteur de la nouvelle étude.


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Les chercheurs ont traité de jeunes rats atteints d'arthrose en utilisant des particules virales contenant les instructions d'ADN pour fabriquer αKLOTHO et TGFβR2.

Six semaines après le traitement, les rats ayant reçu des particules témoins avaient une arthrose plus sévère des genoux, la maladie progressant du stade 2 au stade 4. Cependant, les rats ayant reçu des particules contenant de l'ADN αKLOTHO et TGFβR2 ont montré une récupération de leur cartilage: le le cartilage était plus épais, moins de cellules mouraient et des cellules en prolifération active étaient présentes. La maladie de ces animaux s’est améliorée du stade 2 au stade 1, une forme légère d’arthrose, et aucun effet secondaire négatif n’a été observé.

L'image du haut montre une articulation du genou chez un rat en bonne santé. (Le blanc indique le cartilage.) La deuxième image du haut montre une articulation avec une arthrose non traitée de grade 2. La troisième image montre une articulation souffrant d'arthrose qui s'est aggravée du grade 2 au grade 4 après six semaines de traitement par placebo. L'image du bas montre une articulation souffrant d'arthrose qui s'est améliorée du grade 2 au grade 1 (léger) après six semaines de traitement combiné avec les deux médicaments.
Photo de l'Institut Salk.

«Dès la première fois que nous avons testé cette combinaison sur quelques animaux, nous avons constaté une énorme amélioration», déclare Isabel Guillen-Guillen, co-première auteure de l’article. «Nous avons continué à vérifier plus d'animaux et à voir les mêmes résultats encourageants.»


D'autres expériences ont révélé 136 gènes qui étaient plus actifs et 18 gènes qui étaient moins actifs dans les cellules cartilagineuses des rats traités par rapport aux rats témoins. Parmi ceux-ci figuraient des gènes impliqués dans l'inflammation et les réponses immunitaires, suggérant certaines voies par lesquelles le traitement combiné fonctionne.

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Pour tester l'applicabilité de l'association aux humains, l'équipe a traité des cellules isolées de cartilage articulaire humain avec αKLOTHO et TGFβR2. Les niveaux de molécules impliquées dans la prolifération cellulaire, la formation de la matrice extracellulaire et l'identité cellulaire du cartilage ont tous augmenté.

L'équipe de recherche prévoit de développer davantage le traitement, notamment en examinant si les molécules solubles des protéines αKLOTHO et TGFβR2 peuvent être prises directement, plutôt que administrées par des particules virales. Ils étudieront également si l'association pourrait empêcher le développement de l'arthrose avant l'apparition des symptômes.

Réimprimé à partir du Institut Salk

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