Une équipe de recherche internationale dirigée par l'Université de Californie à Irvine a découvert un nouveau type de tissu squelettique qui offre un grand potentiel pour faire progresser la médecine régénérative et l'ingénierie tissulaire.
La plupart des cartilages dépendent d'une matrice extracellulaire externe pour leur résistance, mais le « lipocartilage », que l'on trouve dans les oreilles, le nez et la gorge des mammifères, est uniquement rempli de cellules remplies de graisse appelées « lipochondrocytes » qui fournissent un soutien interne super stable, permettant le tissu doit rester doux et élastique – semblable à un matériau d’emballage à bulles.
L'étude, publiée en ligne aujourd'hui dans la revue Sciencedécrit comment les cellules du lipocartilage créent et maintiennent leurs propres réservoirs lipidiques, en restant de taille constante. Contrairement aux cellules adipeuses ordinaires, les lipochondrocytes ne rétrécissent ni ne se dilatent en réponse à la disponibilité alimentaire.
« La résilience et la stabilité du lipocartilage offrent une qualité élastique et conforme, parfaite pour les parties flexibles du corps telles que les lobes des 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 l'auteur correspondant Maksim Plikus. , professeur à l'UC Irvine de biologie du développement et cellulaire. « Actuellement, la reconstruction du cartilage nécessite souvent de prélever du tissu sur la côte du patient – une procédure douloureuse et invasive. 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. Avec l'aide Grâce à l'impression 3D, ces tissus modifiés pourraient être façonnés pour s'adapter avec précision, offrant ainsi de nouvelles solutions pour traiter les malformations congénitales, les traumatismes et diverses maladies du cartilage.
Le Dr Franz Leydig a reconnu pour la première fois les lipochondrocytes en 1854, lorsqu'il a remarqué la présence de gouttelettes de graisse dans le cartilage des oreilles de rat, une découverte largement oubliée jusqu'à présent. Avec des outils biochimiques modernes et des méthodes d'imagerie avancées, les chercheurs de l'UC Irvine ont caractérisé de manière exhaustive la biologie moléculaire, le métabolisme et le rôle structurel du lipocartilage dans les tissus squelettiques.
Ils ont également découvert le processus génétique qui supprime l'activité des enzymes qui décomposent les graisses et réduisent l'absorption de nouvelles molécules de graisse, bloquant ainsi efficacement les réserves lipidiques des lipochondrocytes. Lorsqu’il est débarrassé de ses lipides, le lipocartilage devient rigide et cassant, soulignant l’importance de ses cellules remplies de graisse dans le maintien de la combinaison de durabilité et de flexibilité du tissu. En outre, l’équipe a noté que chez certains mammifères, comme les chauves-souris, les lipochondrocytes s’assemblent en formes complexes, comme des crêtes parallèles dans leurs oreilles surdimensionnées, ce qui peut améliorer l’acuité auditive en modulant les ondes sonores.
« La découverte de la biologie lipidique unique du lipocartilage remet en question les hypothèses de longue date en biomécanique et ouvre les portes à d'innombrables opportunités de recherche », a déclaré l'auteur principal de l'étude, Raul Ramos, chercheur postdoctoral au laboratoire Plikus de biologie du développement et régénérative. « Les orientations futures incluent la compréhension de la façon dont les lipochondrocytes maintiennent leur stabilité au fil du temps et les 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 voies pour exploiter leurs propriétés en ingénierie tissulaire et en médecine.
L'équipe comprenait des professionnels de la santé et des universitaires des États-Unis, d'Australie, de Biélorussie, du Danemark, d'Allemagne, du Japon, de Corée du Sud et de Singapour, ainsi que du personnel du Serrano Animal & Bird Hospital de Lake Forest et du zoo de Santa Ana. Voir la liste complète ici.
Ce travail a été soutenu en partie par la Fondation WM Keck sous la subvention WMKF-5634988 ; Innovation appliquée UCI Beall dans le cadre de la subvention de preuve de produit IR-PR57179 ; La Fondation LEO accorde les subventions LF-AW-RAM-19-400008 et LF-OC-20-000611 ; Subvention de l'Initiative Chan Zuckerberg AN-0000000062 ; Bourse Horizon Europe 101137006 ; Les National Institutes of Health accordent des subventions U01-AR073159, R01-AR079470, R01-AR079150, R21-AR078939, P30-AR075047, R01-AR078389-01, R01-DE015038, R01-AR071457, R01-AR067821, R01GM152494, R01DE030565, TL1-TR001415, R01-DE013828, R01-DE30565, R01-HD073182, R01-AR067797, R01-DE017914 et bourse de formation MBRS-IMSD GM055246 ; La National Science Foundation accorde les subventions DMS1951144, IOS-2421118, DMS1763272, CBET2134916, NSF-GRFP DGE-1321846 et MCB 2028424. Un soutien supplémentaire est venu de la subvention 594598 de la Fondation Simons, de la Yoshida Scholarship Foundation, d'une bourse Howard A. Scheiderman, du Ben F. Chaise d'amour en Cancer Recherche au Baylor College of Medicine, au programme postdoctoral du doyen de la faculté de médecine de l'UC Riverside et à la Société danoise du cancer.
