L’arthrose est une maladie articulaire dégénérative causée par la dégradation du cartilage qui touche plus de 35 millions d’adultes aux États-Unis. Le mécanisme exact de la dégradation du cartilage dans l’arthrose est inconnu, mais on pense que les dommages causés par le stress mécanique avec une auto-réparation insuffisante sont le principal coupable. .
La composition du liquide synovial, ou lubrifiant articulaire, change considérablement dans l’arthrose : la concentration et le poids moléculaire de l’acide hyaluronique ont tendance à diminuer et sont couramment utilisés pour diagnostiquer la maladie.
Dans Biointerphasesune revue AVS publiée par AIP Publishing, un groupe international de chercheurs a exploré la dégradation de l’hyaluronane causée par la maladie et les implications mécanistes de ces changements sur la lubrification et l’usure subséquente des articulations.
L’une des propriétés les plus importantes du liquide synovial est sa viscosité. La viscosité est une mesure de la force de frottement interne entre les couches adjacentes d’un fluide en mouvement relatif, ou, plus simplement, la résistance d’un fluide à l’écoulement. Les grands polymères de poids moléculaire élevé tels que l’acide hyaluronique jouent un rôle important dans le maintien d’une viscosité élevée du liquide synovial, ce qui aide à maintenir un film fluide et réduit la friction entre les surfaces articulaires pendant le mouvement. »
Rosa Maria Espinosa-Marzal, co-auteure, Université de l’Illinois Urbana-Champaign
Grâce à une analyse avec diffusion de neutrons et de lumière (études menées par Changwoo Do et Tooba Shoaib au laboratoire national d’Oak Ridge), l’équipe a déterminé que la structure des complexes lipide-acide hyaluronique dans la solution en vrac est fonction de la concentration et de sa structure moléculaire. lester.
Des chercheurs de l’Université de l’Illinois Urbana-Champaign, Kangdi Sun et Espinosa-Marzal, en collaboration avec Mark Rutland, du KTH Royal Institute of Technology, ont découvert que la concentration et le poids moléculaire de l’acide hyaluronique jouent tous deux un rôle dans la réaction du lubrifiant avec différentes surfaces. .
« Nos résultats montrent que l’acide hyaluronique de faible poids moléculaire, qui imite les articulations atteintes d’arthrose, entrave l’adsorption du complexe acide hyaluronique-lipide », a déclaré Espinosa-Marzal. « L’absence de formation d’un film amorphe à la surface peut refléter une conséquence de l’arthrose, car ce film devrait aider à réduire les frottements et l’usure. »
Leur hypothèse est que l’absence de ce film peut augmenter l’usure de la surface du cartilage. En revanche, les complexes acide hyaluronique-lipide de haut poids moléculaire forment un film amorphe, qui aide vraisemblablement à maintenir l’intégrité mécanique et la longévité d’une lubrification efficace dans le cartilage sain.
Les études sur l’acide hyaluronique lui-même et les complexes acide hyaluronique-lipide « ne soutiennent pas entièrement le rôle de l’acide hyaluronique dans la fourniture d’un pouvoir lubrifiant élevé à la surface articulaire du cartilage, ce qui est encore un peu controversé », a déclaré Espinosa-Marzal. « Nos résultats indiquent que pour l’acide hyaluronique de faible poids moléculaire, c’est probablement le cas. »
En explorant l’interaction complexe entre l’auto-assemblage des phospholipides et de l’acide hyaluronique et le rôle du poids moléculaire sur l’affinité de surface, « notre étude met en lumière un mécanisme par lequel le » cercle vicieux « de l’arthrose peut être expliqué », a déclaré Rutland.
