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Il existe dans le corps de minuscules particules appelées exosomes qui transmettent des signaux entre les cellules, c’est-à-dire qu’ils servent à la communication cellulaire. Lorsque ces exosomes sont défectueux comme chez les patients diabétiques, ils peuvent provoquer une inflammation et entraver la cicatrisation des plaies. C’est ce que révèle une nouvelle étude publiée le 16 août 2023 dans le journal Nano Today (DOI : 10.1016/j.nantod.2023.101954) et menée par des chercheurs de l’Université de Pittsburgh et de l’UPMC.
Communication défectueuse entre les cellules
Chez les patients diabétiques, la cicatrisation des plaies est souvent entravée par une inflammation excessive d’après les explications du Dr Chandan Sen, coauteur principal de l’étude, directeur de l’Institut McGowan pour la médecine régénérative, professeur de chirurgie et de chirurgie plastique à l’Université de Pittsburgh et directeur scientifique des services de cicatrisation des plaies de l’UPMC. En l’absence de traitement, ces plaies non cicatrisantes ou chroniques peuvent entraîner l’amputation d’un membre. Plus de 100’000 amputations liées au diabète ont lieu chaque année aux États-Unis, mais en comprenant mieux la cicatrisation des plaies et en développant de nouvelles thérapies, il serait possible de réduire ce chiffre.
En utilisant des bandages à pression négative qui aspirent doucement les plaies pour stimuler la cicatrisation, l’équipe a recueilli le liquide des plaies chroniques de 22 patients diabétiques et de 15 patients non diabétiques. Ce liquide constitue un échantillon précieux pour la recherche, car il reflète ce qui se passe dans toute la plaie. Par exemple, si la plaie est infectée, le liquide portera des traces de cette infection.
Les chercheurs ont ainsi isolé et analysé les exosomes produits par des cellules de la peau appelées kératinocytes. Une fois que ces particules sont chargées d’ARN, de lipides et de protéines, elles sont libérées de la cellule et absorbées par les macrophages, des cellules immunitaires qui coordonnent la cicatrisation des plaies.
Si les signaux contenus dans les exosomes sont corrects, le macrophage sait comment résoudre l’inflammation dans la plaie. Cependant, dans le cas des plaies chroniques chez les patients diabétiques, la communication entre les kératinocytes et les macrophages est compromise de sorte que les macrophages continuent à alimenter l’inflammation et que la plaie ne peut pas cicatriser. En effet, ces exosomes défectueux ne peuvent pas transmettre des informations vitales aux cellules qui favorisent la cicatrisation des plaies. Ces résultats ouvrent la voie à de nouvelles thérapies axées sur les exosomes pour favoriser la cicatrisation des plaies chroniques.
Libération et absorption compromises des exosomes dans les plaies
Les exosomes diabétiques, que les chercheurs ont baptisés diaexosomes, avaient des teneurs en ARN, en lipides et en protéines différentes de celles des exosomes non diabétiques, ce qui suggère l’existence d’une altération. De plus, le diabète compromet également la libération et l’absorption des exosomes dans les plaies. Le nombre de diaexosomes dans le liquide de la plaie des patients diabétiques était beaucoup plus faible que les exosomes des non-diabétiques, et les macrophages absorbaient beaucoup moins d’exosomes que de diaexosomes.
Lorsque les chercheurs ont incubé des macrophages non diabétiques avec des exosomes, les macrophages ont produit des composés indiquant la résolution de l’inflammation, ce qui montre qu’ils ont reçu le message de l’exosome et qu’ils ont réagi correctement pour initier la cicatrisation. Mais lorsqu’ils ont répété cette expérience avec des diaexosomes, les macrophages ont produit des composés pro-inflammatoires courants chez les patients diabétiques souffrant de plaies chroniques.
Les diaexosomes entraînent ainsi une déviation du processus de cicatrisation de sorte que la résolution de l’inflammation est compromise. Ce dysfonctionnement ne se limite pas aux plaies, car les exosomes sont aussi responsables de nombreuses fonctions dans l’organisme. Les diaexosomes pourraient donc jouer un rôle dans d’autres complications qui apparaissent chez les diabétiques.
Quelles solutions ?
Les chercheurs étudient encore comment ils pourraient cibler les diaexosomes pour améliorer la cicatrisation des plaies chez les diabétiques. L’une des pistes serait de développer des thérapeutiques pour annuler les modifications chimiques qui se produisent dans les diaexosomes. Une autre solution consisterait également à isoler les exosomes de patients diabétiques et à les charger des signaux manquants avant de les réinjecter dans le tissu de la plaie.
Références & Sources :
– Nano Today (DOI : 10.1016/j.nantod.2023.101954)
– Communiqué de presse en anglais de l’étude (via Eurekalert.org)
Personnes responsables et impliquées dans l’écriture de ce dossier :
Seheno Harinjato (rédactrice chez Creapharma.ch, responsable des infographies).
Date de dernière mise à jour du dossier :
13.09.2023
Crédits photos :
Creapharma.ch, Adobe Stock, © 2023 Pixabay
Crédit infographie :
Pharmanetis Sàrl (Creapharma.ch)