Dans un nouveau PNAS étude co-écrits par le Dr Chris Chen, ingénieur biomédical de l’Université de Boston, les chercheurs affirment qu’ils se rapprochent de la compréhension des mystères du lymphœdème, une maladie caractérisée par l’accumulation de liquide dans le corps en raison d’un dysfonctionnement du système lymphatique. Jusqu’à présent, les raisons de ce trouble sont restées insaisissables.
Dans le cadre de l’étude, l’équipe de recherche a créé un minuscule modèle de culture cellulaire 3D qui imite la fonction des vaisseaux lymphatiques. Ils ont utilisé ce modèle pour explorer comment certaines substances inflammatoires de notre corps, appelées cytokines, affectent le système lymphatique. Étonnamment, ces cytokines n’ont pas affaibli les connexions entre les cellules lymphatiques, comme prévu.
Au lieu de cela, ils les ont rendus plus serrés, provoquant des problèmes d’évacuation des fluides hors des tissus. Mais voici ce qui est passionnant : les chercheurs ont également trouvé un moyen de contrecarrer ces effets. En ciblant une protéine appelée ROCK2, l’équipe a réussi à inverser le lymphœdème chez la souris. Le Dr Chen, directeur du Biological Design Center de la BU, explique comment cette découverte ouvre de nouvelles possibilités pour traiter cette maladie et des applications futures pour d’autres maladies.
Quel est l’objectif principal de cette étude de recherche ?
Le but de ce travail était de développer une plateforme pour étudier comment les vaisseaux lymphatiques drainent le liquide qui s’accumule dans les tissus, puis de l’utiliser pour voir si nous pouvions comprendre pourquoi le drainage lymphatique est réduit lorsqu’ils subissent une inflammation induite par une blessure, conduisant à un lymphœdème (œdème , ou gonflement des tissus, provoqué par un dysfonctionnement lymphatique). En fin de compte, nous avons découvert une voie qui provoque cela et avons montré que le lymphœdème peut être amélioré en inhibant cette voie d’abord dans notre appareil, puis chez la souris.
Qu’est-ce que le lymphœdème et pourquoi est-il important de l’étudier ?
Le lymphœdème est une maladie chronique débilitante qui touche des millions de personnes, dans laquelle le liquide qui s’écoule naturellement et continuellement dans les tissus à partir des vaisseaux sanguins n’est pas suffisamment drainé par les lymphatiques. Cela peut être douloureux et augmenter considérablement les taux d’infection du tissu ou de l’organe affecté. Aux États-Unis, l’une des causes les plus courantes de lymphœdème est la suite d’une intervention chirurgicale ou d’une radiothérapie, par exemple pour le traitement d’un cancer gynécologique ou du sein.
Qu’ont découvert les chercheurs sur les vaisseaux lymphatiques lors d’une blessure ?
À l’aide du dispositif lymphatique sur puce, nous avons constaté que les signaux inflammatoires généralement libérés lors d’une blessure peuvent entraîner une diminution du drainage des liquides par les vaisseaux. En examinant comment cela se produit, nous avons découvert que les cellules resserrent leurs jonctions cellule-cellule, ce qui ferme l’espace entre elles et empêche le passage du liquide. Ils semblent former ces jonctions serrées à l’aide d’un récepteur connu sous le nom de JAM-A, et l’inhibition de ROCK2 empêche cela, permettant ainsi au drainage de continuer.
Quelles sont les futures applications potentielles de cette recherche au-delà du traitement du lymphœdème ?
À l’avenir, nous espérons comprendre quels autres changements se produisent dans les lymphatiques à la suite d’une blessure et, plus généralement, comprendre comment restaurer leur fonction. Le drainage des fluides est important non seulement pour les lymphatiques, mais dans de nombreux cas plus généraux où les tissus retiennent du liquide (œdème), comme l’œdème pulmonaire dû à une infection au COVID-19.
Comment cette étude pourrait-elle contribuer à combler le fossé entre la recherche en laboratoire et les applications médicales réelles ?
Nous espérons que ces modèles d’organes sur puce conçus pour imiter les pathologies humaines continueront de contribuer à fournir une nouvelle façon d’étudier et, à terme, de guérir les maladies humaines.
Qui sont les principaux collaborateurs de recherche ?
Le Dr Hong Chen et le Dr Diane Bielenberg ont tous deux contribué aux travaux. Ils sont professeurs au Boston Children’s Hospital et à la Harvard Medical School et experts en biologie vasculaire lymphatique. Le Dr Esak Lee a dirigé l’étude en tant que boursier postdoctoral dans mon groupe et est maintenant professeur adjoint à l’Université Cornell.
Plus d’information:
Esak Lee et al, Un modèle biomimétique 3D du système lymphatique révèle un resserrement de la jonction cellule-cellule et un lymphœdème via un complexe ROCK2/JAM-A induit par les cytokines, Actes de l’Académie nationale des sciences (2023). DOI : 10.1073/pnas.2308941120