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Angiogenèse dans l'articulation arthrosique

 

Le cartilage articulaire adulte sain est un tissu dépourvu de vaisseaux sanguins et d’innervation. Il présente des propriétés anti-angiogéniques uniques liées à la présence d’un nombre important d’inhibiteurs de l’angiogenèse. A l’inverse, le cartilage arthrosique est parfois envahit par des vaisseaux sanguins provenant de l’os sous-chondral. Les causes de cette néovascularisation ne sont pas encore clairement identifiées, mais semblent trouver leur origine dans la différenciation hypertrophique des chondrocytes [1]. L’identification des facteurs impliqués dans l’angiogenèse du cartilage est l’objet de nombreuses recherches.

Le cartilage articulaire normal est un tissu non vascularisé. Cette propriété particulière provient de la richesse du cartilage en facteur dits « anti-angiogéniques » comme la chondromoduline-1 et la thrombospondine-1  [2],[3]. La vascularisation du cartilage intervient dans la pathogenèse de l’arthrose lors de la formation et de la croissance d’ostéophytes, du remodelage de l’os sous-chondral et de la minéralisation du cartilage.

Angiogenèse et remodelage de l’os sous chondral

Les ostéoblastes et les ostéoclastes expriment les différentes isoformes du Vascular endothelial growth factor (VEGF) et de ses récepteurs, ainsi qu’un inhibiteur de l’angiogenèse, le Pigment epithelium-derived factor (PEDF)  [4]. Ces facteurs jouent un rôle crucial dans l’angiogenèse et le remodelage osseux. De plus, diverses protéines produites par les ostéoblastes, comme l’ostéocalcine, la Bone Sialoprotein (BSP) et la Bone morphogenetic protein (BMP)-7, ont montré des propriétés pro-angiogéniques  [5],[6],[7]. Récemment, nous avons montré que les ostéoblastes des zones sclérosées de l’os sous-chondral arthrosique produisent davantage de VEGF et d’ostéocalcine que les ostéoblastes des zones non sclérosées  [8]. La synthèse accrue de ces facteurs localement pourraient expliquer l’invasion de la plaque osseuse sous-chondrale arthrosique par des vaisseaux sanguins.

Angiogénèse et ossification endochondrale

Dans le cartilage normal, la présence de vaisseaux sanguins a été observée dans la couche calcifiée du cartilage. Par contre, la présence de tels vaisseaux au-dessus de la tidemark, dans les couches non calcifiées du cartilage, est un phénomène anormal  [9]. Dans le cartilage arthrosique, il y a une augmentation du nombre de vaisseaux et de terminaisons nerveuses sensitives et sympathiques qui franchissent la tidemark  [10]. L’apparition de vaisseaux sanguins au sein de la jonction ostéochondrale pourrait être un élément déclencheur de l’ossification endochondrale, caractérisée par la différenciation hypertrophique des chondrocytes, l’augmentation de l’activité phosphatase alcaline dans le cartilage et l’accumulation de microcristaux  [11]. Ce phénomène expliquerait, en tout cas en partie, l’épaississement de la couche calcifiée du cartilage et la réplication de la tidemark.

 La néo-innervation du cartilage associée à cette invasion pourrait être un déterminant de la douleur mécanique qui particularise la symptomatologie du patient arthrosique. La néovascularisation observée au sein de la plaque ostéochondrale arthrosique constitue par conséquent une cible thérapeutique intéressante dans le traitement de la maladie.

Effet des médiateurs de l’inflammation sur l’angiogenèse

L’inflammation est étroitement liée à l’angiogenèse. L’inflammation est impliquée dans la néovascularisation tissulaire de plusieurs manières. Les tissus inflammés sont souvent hypoxique et l’hypoxie peut induire l’angiogenèse en augmentant la production de VEGF. De plus, les cellules inflammatoires telles que les macrophages, présents en abondance dans la membrane synoviale arthrosique, produisent également des facteurs pro-angiogéniques  [12]. Notons, que le Tumor necrosis factor-α (TNF-α), une cytokine produite en abondance par les macrophages, est également un facteur pro-angiogénique  [9]. Le mode d’action du TNF-α est indirect puisque celui-ci n’a pas une action mitogène sur les cellules endothéliales  [13]. De plus, le TNF-α semble réguler, en partie, l’expression de deux enzymes protéolytiques, MMP-9 et MMP-14 qui sont connues pour être cruciales dans la progression des vaisseaux au sein de la matrice extracellulaire  [14]. L’hypothèse commune est que l’angiogenèse potentialise l’inflammation. En effet, certains facteurs angiogéniques tels que le VEGF et le FGF-2 ont également un rôle pro-inflammatoire. La coexistence des deux phénomènes peut donc mener à une inflammation persistante  [9].

Bibliographie

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