Lorsque les médecins détectent des taux élevés de SerpinB3 dans une analyse de sang, cela peut signaler que quelque chose ne va vraiment pas, allant de cancers difficiles à traiter à des maladies inflammatoires graves.
SerpinB3 est une protéine essentielle qui révèle souvent lorsque les tissus barrières du corps, comme la peau ou les poumons, sont soumis à un stress important dû à un cancer ou à une maladie chronique.
Mais de nouvelles recherches de l’Arizona State University montrent que SerpinB3, reconnu depuis longtemps comme un marqueur de maladie, joue également un rôle naturel dans l’organisme : aider à cicatriser les blessures.
Les plaies cutanées restent un défi majeur pour la médecine. Sur les quelque 6 millions de blessures qui surviennent chaque année aux États-Unis, beaucoup sont difficiles à soigner et sont souvent liées au diabète, aux brûlures, à une infection ou à l'âge avancé. Ensemble, ces blessures difficiles à guérir coûtent environ 20 milliards de dollars chaque année.
Dans une nouvelle étude, les coauteurs Jordan Yaron, Kaushal Rege et leurs collègues du Biodesign Center for Biomaterials Innovation and Translation ont découvert que SerpinB3 fait partie de l'arsenal naturel de cicatrisation du corps, aidant la peau à se rétablir après un dommage.
La recherche ouvre de nouvelles possibilités : son renforcement pourrait améliorer la cicatrisation des plaies, tandis que son blocage pourrait offrir un moyen de lutter contre les cancers agressifs. Les résultats pourraient également aider à expliquer le rôle de SerpinB3 dans les maladies inflammatoires, allant des affections cutanées à l'asthme.
La recherche apparaît dans les Actes de la National Academy of Sciences.
L'étude est née de la convergence des travaux plus larges de l'équipe sur les matériaux bioactifs pour la réparation des plaies et de l'expertise dans l'étude d'une famille de protéines appelées serpines, abréviation d'inhibiteurs de sérine protéase. Les serpines agissent comme d’importants régulateurs de divers processus tels que la coagulation sanguine et la régulation immunitaire dans tout le corps, plusieurs serpines ayant un rôle apparent dans le maintien de l’équilibre de la dégradation et de la réparation des tissus.
Lorsque nous avons étudié plus en détail comment nos nanomatériaux bioactifs aidaient à la réparation des tissus, SerpinB3, une protéine initialement impliquée dans le cancer, s'est présentée à nous comme un facteur clé en corrélation avec la cicatrisation des plaies induite par les nanomatériaux. Ce voyage, qui a commencé depuis la recherche inspirée par l'utilisation des biomatériaux pour la réparation des tissus jusqu'à la découverte du rôle fondamental de cette protéine en tant que mécanisme de réponse aux blessures de la peau, a été vraiment fascinant. Nous construisons maintenant sur cette découverte fondamentale et étudions le rôle de SerpinB3 dans d'autres conditions pathologiques.
Kaushal Rege, Centre d'innovation et de traduction des biomatériaux, The Biodesign Institute, Arizona State University
Rege est professeur de génie chimique et directeur du Biodesign Center for Biomaterials Innovation and Translation. Yaron est professeur adjoint de génie chimique et professeur au centre. Les deux chercheurs occupent des postes universitaires à l’École d’ingénierie de la matière, des transports et de l’énergie de l’ASU.
L'identité partagée de SerpinB3
De nombreuses serpines sont associées à des maladies lorsque leur équilibre dans le corps se détériore, se manifestant par une inflammation, une fibrose et un cancer. Un membre de cette famille, SerpinB3, a été largement utilisé dans les tests de cancer comme indicateur d'une maladie agressive.
SerpinB3 – également connu sous le nom d'antigène 1 du carcinome épidermoïde – a été découvert pour la première fois dans les tissus du cancer du col de l'utérus en 1977. Il est utilisé depuis longtemps comme biomarqueur des cancers agressifs du poumon, du foie et de la peau, où des niveaux élevés sont liés à de mauvais résultats.
« Pendant plus de quatre décennies, SerpinB3 a été reconnu comme un moteur de la croissance du cancer et des métastases – à tel point qu'il est devenu un diagnostic clinique. Pourtant, après tout ce temps, son rôle normal dans l'organisme est resté un mystère », a déclaré Yaron. « Mais lorsque nous avons examiné la peau blessée et en train de guérir, nous avons constaté que les cellules se déplaçant dans le lit de la plaie produisaient d'énormes quantités de cette protéine. Il est devenu clair que cela fait partie de la machinerie développée par les humains pour guérir les blessures épithéliales, un processus que les cellules cancéreuses ont appris à exploiter pour se propager. Cela ouvre désormais la porte à la compréhension de la manière dont cette protéine est impliquée dans de nombreuses autres maladies. «
Comment SerpinB3 aide les plaies à se refermer
En suivant les gènes activés pendant la guérison, les chercheurs ont découvert que les niveaux de SerpinB3 augmentaient dans la peau blessée. L'augmentation a été particulièrement forte dans les plaies recouvertes de pansements en biomatériaux avancés, une découverte fondée sur des recherches antérieures du groupe, montrant comment ces matériaux peuvent stimuler les signaux de réparation naturels du corps.
Lors de tests en laboratoire, l'ajout de SerpinB3 supplémentaire a permis aux cellules de la peau de bouger et de couvrir les plaies plus rapidement, agissant aussi efficacement qu'un stimulateur de guérison bien connu appelé facteur de croissance épidermique. SerpinB3 agit en activant les kératinocytes – les cellules de la peau qui se déplacent normalement pour réparer les dommages. Lorsqu’elles sont allumées, ces cellules deviennent moins collantes et plus mobiles, ce qui leur permet de glisser dans la plaie et de reconstruire les tissus.
La protéine assiste également les réseaux de réparation naturels du corps, guidant la guérison et la croissance de nouveaux tissus. Les plaies traitées présentaient des fibres de collagène mieux disposées, qui agissent comme une structure de soutien, aidant à restaurer la force et l'intégrité de la peau.
Implications pour les soins
Les chercheurs notent que des travaux supplémentaires sont nécessaires pour comprendre comment SerpinB3 s’intègre dans les systèmes de guérison plus larges du corps. Parce que SerpinB3 accélère la réparation, il pourrait un jour être développé comme traitement des plaies tenaces, comme les escarres et autres ulcères qui guérissent lentement avec le temps.
En révélant la double vie de SerpinB3, l'étude montre comment une compréhension plus approfondie des systèmes de réparation du corps pourrait conduire à de meilleurs traitements des plaies et à de nouvelles stratégies de lutte contre le cancer.
