Il a été démontré que la fumée de cigarette a des effets délétères sur la santé humaine. Par exemple, les discopathies dégénératives sont de plus en plus liées au tabagisme. Près de 3 % des particules présentes dans la fumée de cigarette sont de l’hydroquinone (HQ). L’exposition au HQ a été liée à une augmentation de l’apoptose et du stress oxydatif des cellules immunitaires. Cependant, on ne sait toujours pas comment la fumée de cigarette affecte la santé des tissus articulaires.
Des études in vitro ont montré que l’exposition à la fumée de cigarette représente 10 % de la toxicité cellulaire médiée par le stress oxydatif. Des rapports antérieurs ont démontré comment l’exposition au HQ favorise la dégradation des tissus articulaires en activant la voie des récepteurs d’aryl-hydrocarbure (AhR) dans des modèles murins de polyarthrite rhumatoïde (PR). Le tabagisme est également lié à l’apparition et à la progression de l’arthrose (OA). L’arthrose a des caractéristiques marquées de dégradation progressive du cartilage articulaire.
Étude : L’hydroquinone, un composé de la fumée de cigarette, affecte l’homéostasie du cartilage par l’activation de la voie des récepteurs des hydrocarbures aryliques. Crédit d’image : Korionov/Shutterstock
Sommaire
L’étude
Une nouvelle étude publiée sur serveur de préimpression bioRxiv* visant à évaluer l’effet de l’exposition à l’hydroquinone sur les chondrocytes articulaires et son influence sur l’homéostasie du cartilage. Pour cette évaluation, les chondrocytes articulaires primaires ont été exposés au HQ en l’absence ou en présence de pré-stimulation par l’interleukine (IL) -1β et évalués pour la viabilité cellulaire, le stress oxydatif, l’expression des gènes et les paramètres inflammatoires.
Résultats
Les résultats ont montré comment le HQ, d’une manière dépendante de la dose et du temps, diminuait la viabilité des chondrocytes. Cependant, contrairement aux études précédentes, l’exposition à l’HQ n’a entraîné aucune variation des marqueurs apoptotiques des chondrocytes articulaires au cours de l’analyse.
Les chondrocytes articulaires dans l’arthrose subissent des changements phénotypiques qui entraînent une perte progressive des caractéristiques biomécaniques et une dégradation du tissu. Il a été constaté que l’exposition au HQ favorise la régulation à la baisse des marqueurs phénotypiques et induit également la régulation à la hausse de la MMP-3 (une métalloprotéase, capable de dégrader divers types de protéines matricielles et de collagènes dans le cartilage articulaire). Les cultures 2D de chondrocytes, lorsqu’elles sont exposées au xénobiotique – un métabolite du benzène – ont présenté une réduction de la coloration des glycosaminoglycanes (GAG) ainsi qu’une augmentation de la libération de GAG, ce qui soutient l’activité de remodelage de la matrice améliorée par HQ.
Le stress oxydatif dans les chondrocytes a été étroitement associé à dégradation accrue du cartilage dans l’arthrose sévère. Des études antérieures ont fait valoir que la production de nitrite pourrait contribuer à la dégénérescence des tissus dans les articulations et que les polluants pourraient favoriser la génération d’oxyde nitrique (NO) et d’espèces réactives de l’oxygène (ROS) dans les chondrocytes.
L’HQ a été associée à des dommages oxydatifs, et cette étude confirme son effet pro-oxydant – qui pourrait contribuer aux changements phénotypiques dans les chondrocytes articulaires, probablement induits par le xénobiotique.
IL-1β – un déclencheur pro-inflammatoire, stimule les changements cataboliques, supprime les voies anaboliques et provoque une diminution de la synthèse de la matrice. Dans cette étude, IL-1β et HQ ont montré un effet synergique en réduisant la teneur en protéoglycanes et en favorisant le stress oxydatif. Cela suggère que dans l’arthrose, la fumée de cigarette, ainsi que les polluants environnementaux, peuvent renforcer les processus inflammatoires qui conduisent à la dégradation du cartilage articulaire.
AhR – un facteur de transcription dépendant du ligand, lorsqu’il est activé (par des xénobiotiques ou des polluants) se transloque vers le noyau. Cela a été confirmé dans l’étude, dans laquelle AhR, lors de l’exposition au HQ transloqué vers le noyau, a formé un hétérodimère avec le translocateur nucléaire AhR (ARNT) et a favorisé la transcription du gène cible.
L’activation de la voie AhR a induit divers effets néfastes tels que l’exacerbation des maladies articulaires, la perturbation endocrinienne et la promotion du cancer. Des études antérieures ont rapporté le rôle de ce récepteur dans l’exacerbation de la polyarthrite rhumatoïde chez les fumeurs et la cytotoxicité médiée par HQ passant par activation de la voie AhR dans les maladies articulaires. Cette étude rapporte comment HQ déclenche la surexpression de AhR et de ses effecteurs en aval dans les chondrocytes articulaires et médie les effets cataboliques de HQ.
Conclusion
Globalement, ces résultats indiquent que les xénobiotiques et les polluants peuvent avoir une influence directe sur la santé du cartilage articulaire. Les résultats fournissent un compte rendu détaillé des effets néfastes de l’exposition au HQ sur l’homéostasie du cartilage articulaire. Il met également en lumière la manière dont les polluants environnementaux peuvent aggraver les effets dégénératifs des mécanismes pro-inflammatoires qui sous-tendent l’apparition des maladies articulaires.
*Avis important
bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique/les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.