Les rythmes quotidiens de l'arthrite rhumatoïde
De nouvelles découvertes montrent comment les horloges biologiques influencent les symptômes de l'arthrite rhumatoïde et l'inflammation.
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Table des matières
- Les Horloges biologiques et Leur Rôle
- Le Modèle de l'Arthrite Induite par le Collagène
- Comprendre les Fibroblastes-Synoviocytes
- Étudier les Rythmes dans les FLS
- Observer le Comportement des FLS Pendant l'Inflammation
- Résultats sur l'Inflammation Articulaire et Bmal1
- Variations Quotidiennes des Marqueurs de Maladie
- Implications pour le Traitement et la Gestion
- Conclusion
- Source originale
L'arthrite rhumatoïde (AR) est une maladie à long terme qui touche les articulations, causant douleur, gonflement et raideur. Environ 0,5 % à 1 % des adultes dans les pays occidentaux en souffrent. Gérer l'AR est un travail à vie pour ceux qui en sont affectés. Le Système immunitaire attaque par erreur les articulations, entraînant une Inflammation de la membrane synoviale. Cette inflammation provoque la libération de diverses substances qui peuvent endommager le cartilage et les os. La douleur et la réduction des mouvements peuvent vraiment impacter la vie d'une personne.
Les personnes atteintes d'AR remarquent souvent que leurs symptômes peuvent varier selon l'heure de la journée. Les rythmes biologiques dans le corps, qui influencent son fonctionnement, jouent aussi un rôle dans ces symptômes. Les recherches continuent d’explorer comment ces patterns quotidiens sont liés à la réponse immunitaire et à la progression de l’AR.
Les Horloges biologiques et Leur Rôle
Tous les êtres vivants ont des horloges biologiques qui aident à réguler les cycles quotidiens de comportement et de physiologie. Ces rythmes sont influencés par des facteurs comme la lumière, l'activité et la nourriture. À un niveau cellulaire, les signaux de ces facteurs aident à contrôler l'expression de certaines protéines appelées facteurs de transcription de l'horloge. Ces facteurs travaillent en cycles proches de 24 heures et régulent de nombreux processus dans le corps, y compris le métabolisme et le système immunitaire.
Les rythmes quotidiens sont particulièrement importants dans les maladies inflammatoires chroniques comme l’asthme et l’arthrite. Des études sur des modèles animaux ont montré que ces rythmes sont présents dans l’arthrite rhumatoïde, suggérant qu'ils influencent l'inflammation et les dommages articulaires.
Le Modèle de l'Arthrite Induite par le Collagène
L'arthrite induite par le collagène (AIC) est un modèle animal courant utilisé pour étudier l'AR. Dans ce modèle, on administre une substance aux animaux qui pousse leur système immunitaire à attaquer leurs articulations, imitant les symptômes de l’AR chez l’homme. Les recherches ont montré que ce modèle présente des variations quotidiennes dans l'inflammation des articulations, similaires à celles observées chez les humains. Dans les études, les scientifiques ont remarqué qu'au cours de la phase de repos des animaux nocturnes, les niveaux d'inflammation étaient les plus élevés, coïncidant avec les moments où beaucoup de personnes atteintes d'AR rapportent des symptômes plus intenses.
Bien que l'infiltration des cellules immunitaires dans les articulations touchées montre des changements dépendants du temps, ces changements semblent moins marqués par rapport à ce qui est observé dans les rythmes des cellules résidentes des articulations. Un type de cellule dans l'articulation, appelé fibroblastes-synoviocytes (FLS), joue un rôle important dans le maintien du bon fonctionnement des articulations. Lors de l'inflammation, ces cellules peuvent changer de comportement et contribuer aux dommages tissulaires.
Comprendre les Fibroblastes-Synoviocytes
Les FLS sont des cellules spécialisées présentes dans l'espace articulaire. Elles aident à maintenir la santé des articulations et réagissent à l'inflammation. Chez les personnes atteintes d'AR, les FLS changent significativement et peuvent favoriser les dommages articulaires par la libération de signaux inflammatoires. Ces cellules peuvent être regroupées en différents types selon leurs marqueurs uniques et comportements. Dans l'arthrite chronique, un type de FLS est lié aux dommages articulaires, tandis qu'un autre est associé à l'inflammation.
Des recherches ont montré que les FLS ont leurs propres horloges biologiques, et des changements dans ces horloges peuvent affecter la façon dont ces cellules réagissent à l'inflammation. Cela amène à penser que les FLS pourraient jouer un rôle crucial dans les rythmes quotidiens observés dans l'inflammation des articulations dans l’AR.
Étudier les Rythmes dans les FLS
Pour étudier comment les FLS se comportent dans des conditions normales et lors de l'AIC, les scientifiques ont extrait des FLS à la fois d'articulations saines et celles affectées par l'inflammation. Ils ont trouvé que bien que beaucoup de gènes montraient des variations quotidiennes dans des conditions normales, ce rythme était largement perturbé dans les FLS des articulations enflammées. Fait intéressant, un petit nombre de gènes liés à l'inflammation ont commencé à montrer des patterns quotidiens clairs dans leur expression, notamment ceux impliqués dans les dommages articulaires.
D'autres expériences consistaient à modifier sélectivement la fonction du gène Bmal1, qui est crucial pour maintenir l'horloge biologique dans les FLS. Dans des expériences où Bmal1 a été supprimé, les chercheurs ont noté une incidence réduite de l'AIC chez ces souris modifiées. Cependant, chez les souris qui développaient quand même une arthrite significative, la perte de l’expression rythmique des gènes dans les FLS indiquait que l'horloge biologique pourrait être importante pour gérer l'inflammation.
Observer le Comportement des FLS Pendant l'Inflammation
Quand les scientifiques ont cherché des patterns quotidiens dans l'expression des gènes dans les FLS, ils ont constaté qu'un nombre significatif de gènes étaient affectés par l'inflammation. Par exemple, certains gènes impliqués dans la production de substances qui contribuent aux dommages observés dans l'AR étaient exprimés différemment selon l'heure de la journée. Cela suggère que ces cellules non seulement réagissent à la maladie, mais pourraient aussi réguler le timing de l'inflammation dans les articulations.
L'horloge des FLS semblait jouer un rôle dans la synchronisation des réponses inflammatoires dans les articulations. Il a été noté que les gènes responsables de la production de signaux pro-inflammatoires montraient des variations quotidiennes d'expression dans des conditions normales, mais étaient moins coordonnés dans les articulations enflammées manquant de Bmal1.
Résultats sur l'Inflammation Articulaire et Bmal1
Les animaux ayant un gène Bmal1 perturbé dans leurs FLS montraient des réponses altérées dans l'AIC. L'incidence globale de la maladie symptomatique était réduite, même si la capacité du système immunitaire à reconnaître le collagène n'était pas affectée. Ce changement pourrait être lié à des variations structurelles ou cellulaires dans les articulations, suggérant que les FLS avec une fonction d'horloge normale aident à réguler le rythme de l'inflammation.
En examinant la réponse inflammatoire dans les articulations de ces souris modifiées, les scientifiques ont noté que bien que la présence globale de certaines cellules immunitaires était inchangée, le timing de la libération de certains signaux inflammatoires était perturbé.
Variations Quotidiennes des Marqueurs de Maladie
Dans les articulations de souris avec des gènes Bmal1 fonctionnels, les chercheurs ont observé d'importantes variations quotidiennes dans l'expression des marqueurs inflammatoires. Cependant, cette expression rythmique était absente dans les articulations où Bmal1 avait été supprimé dans les FLS. Cela indique que les FLS jouent un rôle central dans le maintien du timing des réponses inflammatoires dans l'AR.
Par exemple, le niveau de MMP3, une protéine liée aux dommages du cartilage pendant les réponses inflammatoires, était significativement différent à différents moments de la journée, mais cette variation était absente chez les souris sans Bmal1 dans leurs FLS. Les changements dans les niveaux plasmatiques de MMP3 suggéraient une inflammation continue, renforçant l'idée que l'horloge biologique au sein des FLS est cruciale pour gérer les rythmes de l'AR et potentiellement d'autres conditions inflammatoires.
Implications pour le Traitement et la Gestion
Ces découvertes suggèrent que les rythmes de l'inflammation chez les patients atteints d'AR pourraient être liés à la fonction des FLS. En comprenant mieux comment ces cellules régulent l'inflammation à travers leur horloge biologique, il pourrait y avoir de nouvelles façons d'approcher les traitements pour l'AR.
Comprendre les réponses des FLS pourrait aussi aider à identifier les individus à risque de formes graves d'AR en fonction de la façon dont leurs rythmes biologiques sont modifiés par l'inflammation chronique. Ces connaissances pourraient mener à des outils de diagnostic améliorés et à des stratégies pour gérer la maladie de manière plus personnalisée.
Conclusion
L'arthrite rhumatoïde est une maladie complexe qui présente des symptômes variables tout au long de la journée. Le rôle de l'horloge biologique dans les FLS apparaît comme un facteur crucial dans la gestion de l'inflammation dans les articulations. Malgré les défis de l'inflammation chronique, la compréhension des fonctions des FLS et de leur activité rythmique pourrait conduire à de nouvelles thérapies à l'avenir. En ciblant les mécanismes sous-jacents du comportement des FLS, de nouveaux traitements potentiels pourraient émerger pour améliorer la qualité de vie des personnes souffrant d'AR.
Titre: Fibroblast-like synoviocytes orchestrate daily rhythmic inflammation in arthritis
Résumé: Rheumatoid arthritis is a chronic inflammatory disease that shows characteristic diurnal variation in symptom severity, where joint resident fibroblast-like synoviocytes (FLS) act as important mediators of arthritis pathology. We investigate the role of FLS circadian clock function in directing rhythmic joint inflammation in a murine model of inflammatory arthritis. We demonstrate FLS time of day-dependent gene expression is attenuated in arthritic joints, except for a subset of disease-modifying genes. Deletion of essential clock gene Bmal1 in FLS reduced susceptibility to collagen-induced arthritis (CIA), but did not impact symptomatic severity in affected mice. Notably, FLS Bmal1 deletion resulted in loss of diurnal expression of disease-modulating genes across the joint, and elevated production of MMP3, a prognostic marker of joint damage in inflammatory arthritis. This work identifies the FLS circadian clock as an influential driver of daily oscillations in joint inflammation, and a potential regulator of destructive pathology in chronic inflammatory arthritis.
Auteurs: Polly Downton, S. H. Dickson, D. W. Ray, D. A. Bechtold, J. E. Gibbs
Dernière mise à jour: 2024-04-03 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.02.587439
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.02.587439.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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