Edité par le Dr Giovanni Chetta
Le réseau extracellulaire
L'ECM peut donc être considérée comme un réseau très complexe dans lequel les protéines, les PGS et les GAG assurent d'innombrables fonctions dont celles de soutien structurel et de régulation de chaque tissu et activité organique. L'homéostasie cellulaire globale doit être considérée comme un ensemble de mécanismes qui peuvent naître et se développer à l'intérieur de la cellule ou à l'extérieur dans l'ECM ; dans ce dernier cas, la cellule peut représenter la cible intermédiaire ou finale. Les composants extracellulaires, en plus de représenter des structures physiques de support pour l'échafaudage cellulaire, agissent également comme de véritables sites pour l'initiation, le développement et la terminaison des processus vitaux concernant à la fois l'environnement endocellulaire et les organes et systèmes. Nous sommes face à un réseau biochimique infini capable de générer, moduler, varier et propager, même à distance, des millions et des millions d'informations.
Chaque cellule du corps interagit en permanence avec l'ECM, tant sous les aspects mécaniques que chimiques et énergétiques, avec des effets "dramatiques" sur l'architecture statique et dynamique des tissus. Les fibroblastes, par exemple, agissent substantiellement sur le collagène qu'ils produisent en le traitant en continu, de manière à pouvoir le compacter et le préparer dans les formes et quantités requises par le site fonctionnel organique spécifique. Si deux petits fragments de tissu embryonnaire sont placés loin l'un de l'autre mais dans la même culture de gel de collagène, on assiste d'abord à une formation de fibres de néocollagène parfaitement alignées, qui relient les deux moignons. Par la suite, les fibroblastes migrent hors des deux fragments le long des fibres de néo-collagène, contrôlant leur dépôt et étant à leur tour surveillés. Ce syncytium fonctionnel est probablement présent lors des processus de régénération de la MEC et constitue un continuum fonctionnel pérenne capable de s'autoréguler en faisant face, dans des conditions physiologiques, aux variations constantes requises par les différentes fonctions des tissus vitaux (Albergati, 2004).
Selon P. A. Bacci, la matrice interstitielle représente bien la mère des réactions vitales, le lieu où s'effectuent en premier lieu les échanges entre matière et énergie. Tous les tissus sont connectés et fonctionnellement intégrés les uns aux autres non pas dans des systèmes fermés mais ouverts ; des échanges continus ont lieu entre eux, qui peuvent avoir lieu à la fois localement et de manière systémique, en exploitant des messages biochimiques, biophysiques et électromagnétiques, c'est-à-dire en utilisant les différentes formes d'énergie. La composition ionique de l'espace interstitiel extracellulaire constitue une substance fondamentale qui permet non seulement les échanges et la vie mais agit également sur l'expression des gènes de chaque cellule.
Comme le précise F. G. Albergati, la cellule et la matrice extracellulaire représentent deux mondes qui ne sont séparés qu'en apparence, qui doivent nécessairement interagir pendant toute la durée de la vie, à chaque instant, pour fonctionner de manière correcte et synergique. Cela nécessite une extraordinaire série de signaux suivie d'une série tout aussi incroyable d'activités de biologie moléculaire.
Remodelage du MEC
L'ECM doit être considérée comme une structure en "remodelage" morpho-fonctionnel pérenne et constant, tant dans des conditions physiologiques que pathologiques, basée sur les demandes fonctionnelles provenant à la fois de son propre intérieur (par "l'action des métalloprotéases) et des cellules ( pour l'action des nombreuses fractions protéiques d'adhésion). Une capacité de remodelage ECM réduite ou absente est mortelle pour la cellule. Comme nous l'avons vu, toutes les fonctions cellulaires s'expriment grâce à la fonction correspondante des structures de la MEC et les processus pathologiques peuvent être primaires ou secondaires aux modifications de la MEC.
Des exemples clairs de remodelage de la MEC sont la réparation des couches dermo-hypodermiques (ce processus nécessite des séquences précises de dégradation de la matrice, la migration de cellules spécifiques dans ce site, la synthèse d'une matrice temporaire composée de fibronectine, de fibrines et de grandes quantités de collagène de type III, phase de remodelage de la matrice provisoire fondamentale pour la restauration fonctionnelle de ses composants et par conséquent de la restauration structurelle du tissu lui-même) et la néoangiogenèse (processus physiologique de formation de nouveaux capillaires dans les tissus et organes dans diverses situations pathologiques, notamment oncologiques). La néoangiogenèse est étudiée à des fins thérapeutiques dans le but de rétablir un apport sanguin correct dans les tissus ischémiques, par exemple dans le muscle cardiaque ou dans la circulation périphérique, ainsi que d'inhiber le processus, par exemple dans le domaine tumoral (Shishido et al, 2003 )
Les métalloprotéase (MMPs) sont une famille d'endopeptidases contenant du zinc et du calcium qui montrent le potentiel de dégrader toutes les protéines et les composants protéoglycanes de la MEC. Ils possèdent des séquences similaires au collagène interstitiel et sont placés sur la face externe de la membrane cellulaire sous une forme inactive (activée au besoin). Leur activité est inhibée par un agent spécifique appelé TIMP (Tissue Inhibitors of MetalloProteases).
Autrefois appelée collagénase ou gélatinase pour leur caractéristique de dénaturation du collagène natif ou dénaturé (gélatine) - Birkedal-Hansen. Ces enzymes sont impliquées dans de nombreux processus physiologiques et pathologiques dont l'angiogenèse, l'embryogenèse, les réponses inflammatoires, l'athérosclérose et de nombreuses maladies arthrosiques (dont la polyarthrite rhumatoïde - Dieppe, 1995).
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