La découverte du « cartilage adipeux » va révolutionner la médecine régénérative
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Des chercheurs ont découvert un nouveau type de tissu, un « cartilage adipeux » souple et flexible qui pourrait révolutionner le traitement des blessures traumatiques, des malformations congénitales et des maladies endommageant le cartilage comme l'arthrose, la polyarthrite rhumatoïde et le lupus.
Avec les os, le cartilage est un élément essentiel de notre système squelettique. Parmi ses fonctions importantes, on compte la mise en forme et le soutien de structures telles que les oreilles, le nez et la trachée, et le rôle d'amortisseur dans les articulations .
Aujourd'hui, une équipe internationale de chercheurs dirigée par l'Université de Californie à Irvine (UC Irvine) a découvert un nouveau type de tissu squelettique, un cartilage adipeux appelé « lipocartilage », qui a le potentiel de révolutionner les domaines de la médecine régénérative et de l'ingénierie tissulaire.
« La résilience et la stabilité du lipocartilage offrent une qualité élastique et conforme qui est parfaite pour les parties flexibles du corps telles que les lobes d'oreilles ou le bout du nez, ouvrant des possibilités passionnantes en médecine régénérative et en ingénierie tissulaire, en particulier pour les défauts ou blessures du visage », a déclaré Maksim Plikus, professeur de biologie du développement et cellulaire à l'UC Irvine et auteur correspondant de l'étude.
Les propriétés biomécaniques du cartilage – il est solide mais flexible – sont dues à des cellules appelées chondrocytes qui sécrètent de grandes quantités de matrice extracellulaire riche en collagène (ECM), qui entoure les cellules. Cependant, lors d'une étude précédente , alors que les chercheurs examinaient les oreilles de souris pour trouver des réponses sur la croissance des poils, ils ont remarqué des cellules avec des réserves internes de graisse dans tout le cartilage de l'oreille du rongeur. En y regardant de plus près, ils ont découvert que ce nouveau type de tissu était également présent dans le nez, le larynx et la poitrine des souris. Les chercheurs ont donc entrepris de mieux comprendre ce lipocartilage.
Les chercheurs ont d'abord pensé que ces cellules étaient des adipocytes, des cellules qui composent le tissu adipeux ou gras. Mais ils ont découvert qu'il s'agissait en fait d'un type particulier de cellule squelettique remplie de graisse, appelée lipochondrocyte. Ils ont constaté que les unités de stockage contenant de la graisse (vacuoles) des cellules étaient robustes et extrêmement stables.
Chez les souris, la taille des lipochondrocytes individuels ne changeait pas, que les animaux soient suralimentés au point d'être obèses ou affamés. Cela est différent des adipocytes, qui, en cas d'obésité, remplissent leurs vacuoles lipidiques et grossissent ou les vident et rétrécissent en période de famine. Cela signifie que, quelle que soit la disponibilité de la nourriture, le lipocartilage conserve ses propriétés durables et flexibles, que les chercheurs ont comparées à du papier bulle.
Lipocartilage observé dans une oreille de souris, composé de lipochondrocytes densément regroupés et colorés avec un colorant fluorescent vert
« La découverte de la biologie lipidique unique du lipocartilage remet en question les hypothèses de longue date en biomécanique et ouvre la voie à d’innombrables opportunités de recherche », a déclaré Raul Ramos, chercheur postdoctoral au laboratoire de biologie du développement et de la régénération de l’Université de Californie à Irvine et auteur principal de l’étude. « Les orientations futures incluent une meilleure compréhension de la façon dont les lipochondrocytes maintiennent leur stabilité au fil du temps et des programmes moléculaires qui régissent leur forme et leur fonction, ainsi que des informations sur les mécanismes du vieillissement cellulaire. Nos résultats soulignent la polyvalence des lipides au-delà du métabolisme et suggèrent de nouvelles façons d’exploiter leurs propriétés en ingénierie tissulaire et en médecine. »
En plus des rongeurs, du lipocartilage a été trouvé dans les oreilles d’autres mammifères, en particulier ceux qui ont des oreilles fines et membraneuses, comme les chauves-souris et les marsupiaux. Les chercheurs ont également confirmé que des gouttelettes lipidiques abondantes se forment dans les cellules cartilagineuses humaines cultivées en laboratoire à partir de cellules souches embryonnaires.
Les chercheurs voient un grand potentiel pour l’utilisation du lipocartilage dans le futur.
« Actuellement, la reconstruction du cartilage nécessite souvent de prélever du tissu sur la côte du patient, une procédure douloureuse et invasive », assure Maksim Plikus. « À l’avenir, des lipochondrocytes spécifiques au patient pourraient être dérivés de cellules souches, purifiés et utilisés pour fabriquer du cartilage vivant adapté aux besoins individuels. Grâce à l’impression 3D, ces tissus artificiels pourraient être façonnés pour s’adapter précisément, offrant ainsi de nouvelles solutions pour traiter les malformations congénitales, les traumatismes et diverses maladies du cartilage. »