Influence of the anatomical location of cartilage on its composition and biological response to inflammatory stress
Influence de la localisation anatomique des cartilages sur leur composition et leur réponse biologique au stress inflammatoire
Résumé
Osteoarthritis of the hand is the second most common location of symptomatic osteoarthritis after the knee. Several studies have suggested that the properties of cartilage depend on its anatomical location. We compared cartilage from proximal interphalangeal (PPI), metacarpophalangeal (MCP) and knee joints from recently deceased human donors. Cell density was inversely correlated with cartilage thickness. The levels of homocitrulline (HCit) and carboxymethyllysine (CML), post-translational modifications of proteins related to ageing, varied according to anatomical location. Non-arthritic cartilages had different baseline secretion profiles depending on their location: PPIs secreted less MMP-3 than PCMs. Under the influence of a pro-inflammatory stimulus (IL-1β), the increase in IL-6 secretion was 6-fold greater in knees than in PPIs, that of MMP-3 greater in PPIs than in PCMs and knees. IL-1β-stimulated OA cartilage showed greater increases in IL-6 and PGE2 secretion at the knees than at the PPIs. Finally, serum HCit and CML levels did not correlate with the severity of radiographic damage in a cohort of patients with hand OA. Overall, there are differences in biochemical composition, and biological functional differences between digital and knee cartilage. The development of new therapeutic approaches must take this variability into account.
L'arthrose de la main est la deuxième localisation d'arthrose symptomatique après le genou. Plusieurs études ont suggéré que les propriétés du cartilage dépendaient de sa localisation anatomique. Nous avons comparé des cartilages d’articulations inter-phalangiennes proximales (IPP), métacarpo-phalangiennes (MCP) et de genoux issus de donneurs humains récemment décédés. La densité cellulaire était inversement corrélée à l’épaisseur du cartilage considéré. Les taux d’homocitrulline (HCit) et de carboxymethyllysine (CML), modifications post-traductionnelles des protéines liées au vieillissement, variaient suivant la localisation anatomique. Les cartilages non arthrosiques avaient des profils de sécrétion de base différents selon leur localisation: les IPP sécrétaient moins de MMP-3 que les MCP. Sous l’influence d’un stimulus pro-inflammatoire (IL-1β), l’accroissement de sécrétion de l’IL-6 était 6 fois plus importante aux genoux qu’aux IPP, celui de la MMP-3 plus important aux IPP qu’aux MCP et qu’aux genoux. Les cartilages arthrosiques stimulés par l’IL-1β montraient des accroissements de sécrétion de l’IL-6 et de la PGE2 plus importants aux genoux qu’aux IPP. Enfin, les taux sériques d’HCit et de CML n’étaient pas corrélés à la sévérité de l’atteinte radiolographique dans une cohorte de patients souffrant d’arthrose des mains. Au total, il existe des différences de composition biochimique, et des différences fonctionnelles biologiques entre les cartilages digitaux et de genoux. Le développement de nouvelles approches thérapeutiques doit prendre en compte cette variabilité.
Origine : Version validée par le jury (STAR)