Utilisation de microsphères poreuses libérant de la curcumine sur les tendinopathies de tendon d’Achille
Sung Eun Kim et Al.
Introduction
La tendinopathie d’Achille est une des pathologies les plus fréquentes au niveau du pied et est généralement causé par l’usure ou par une lésion. Les symptômes sont la douleur, le gonflement et l’altération du tendon. La rupture tendineuse peut également entrainer une réponse inflammatoire locale. De nombreuses approches ont été suggérées en ce qui concerne le traitement de la tendinopathie d’Achille :
- Méthodes non invasives comme modification de l’activité, semelles, élévation du talon, massages, compresses chaudes et froides, renforcement musculaire, ultra-sons
- Anti-inflammatoire non stéroïdiens : augmentation du risque d’hémorragie gastro-intestinale à long terme, ulcération et perforation
- Injections de corticostéroïdes : effets à court terme sur la douleur et le gonflement mais peu concluant à long terme
- PRP, injection de sang autologue, agents sclérotiques, inhibiteurs de protéase ont également été peu concluant en ce qui concerne la tendinopathie d’Achille
La curcumine est un composant du curcuma peu coûteux et sans danger pour l’humains. Elle présente des activités anti-oxydantes, anti-inflammatoires, antibactériennes et anticancéreuses, entre autres. Récemment, la curcumine administrée par voie orale a montré une amélioration significative de la cicatrisation et de la fonction des tendons blessés dans un modèle de lésion tendineuse chez le rat. La principale limitation de son utilisation dans les applications biomédicales est sa faible solubilité dans l'eau, entraînant une faible biodisponibilité. Pour surmonter ces limitations, des systèmes d'administration ont été mis en place.
Objectif
Nous avons récemment fabriqué des microsphères poreuses comme systèmes d'administration de médicaments pour de petits médicaments et des facteurs de croissance. Dans la présente étude, nous avons fabriqué des microsphères poreuses de PLGA (poly (d, l-lactide-co-glycolide)) chargées de curcumine. L’objectif de cette étude est d’observer l’effet de l’administration de ces microsphères sur les réponses inflammatoires dans les ténocytes traités par LPS (collagènase), in vitro, ainsi que d’évaluer si les microsphères poreuses chargées de curcumine améliorent significativement la cicatrisation tendineuse et la restauration du tissu tendineux dans un modèle de tendinopathie induite par la collagénase chez le rat, in vivo.
Méthodes
Les microsphères ont été réalisées et vérifiées de sorte que toutes celles utilisées pour l’étude soient conformes, certaines contenant la curcumine PMSCur et d’autres n’en contenant pas PMS. Les ténocytes ont été isolés à partir de tendons d’Achilles de rats. Afin d’évaluer si les PMS/Cur supprimaient l’inflammation dans le ténocytes traités au LPS, les auteurs ont mesuré l’expression des cytokines pro-inflammatoires dans des ténocytes, tous traités par LPS. Cependant ces ténocytes ont été divisés en 3 groupes : non exposés aux PMS, exposés aux PMS sans curcumine (PMS) et exposés au PMS contenant la curcumine (PMS/Cur) puis laissés pour incubation pendant 24h. A J1 et J3, les cellules ont été récupérées pour isolations des ARN par amplifications PCR.
Les effets de la curcumine in vivo ont également été investigués dans cette étude. L’injection a eu lieu chez des rats vivants. Les ARN de tendons d’Achille des rats de chaque groupe ont été isolés.
Résultats
Caractérisation des PMS, des PMS/Cur et libération de médicament in vitro :
Le taux de libération de molécule contenue dans les microsphères est similaire entre les groupes. De façon immédiate (J1), les PMS/Cur montrent une libération rapide. Cependant, les résultats montrent également une libération incomplète de la curcumine à 4 semaines, indiquant que ces microsphères pourraient constituer des systèmes de libération à long terme.
Effets in vitro des PMS/Cur sur les ténocytes traités au LPS.
Les ténocytes sont des fibroblastes différenciés retrouvés dans le tendon et la matrice extra-cellulaire. Ces cellules induisent le tissage des fibres de collagène qui constituent la structure de base du tendon. Afin de mimer l’environnement inflammatoire in vitro, les ténocytes ont été traité au LPS, un facteur stimulant du TNF-Alpha dans les cellules. Les ténocytes traités par PMS/Cur ont montré une diminution significative de l’expression des cytokines pro-inflammatoires en comparaison au ténocytes non traités et au ténocytes traités au PMS uniquement.
Restauration de tendon in vivo, effets anti-inflammatoire des PMS/Cur sur les tendinopathies d’Achilles induites par collagénase et test biomécaniques
Les résultats histologiques ont montré que la structure du tendon normal montre une apparence uniforme de fibres de collagènes alignées de façon compacte. Dans ce cas de figure, les ténocytes sont disposés de façon alignée par rapport aux fibres de collagène et ne présentent pas de signe de dégénérescence.
A contrario, les tendons traités par collagénase montrent une perte notable de l’organisation des fibres de collagène avec une augmentation significative des cellules inflammatoires. Cette seconde organisation a été retrouvée dans les tendons traité au PMS indiquant que ces microsphères sans curcumines ne préviennent ni l’inflammation ni la dégénérescence des fibres.
Dans le groupe traité par PMS/Cur, l’orientation des fibres de collagène semble être plus ordonnée. De plus, ce groupe présente une diminution significative du nombre de cellules inflammatoire
Les résultats histologiques ont montré que la structure du tendon normal montre une apparence uniforme de fibres de collagènes alignées de façon compacte. Dans ce cas de figure, les ténocytes sont disposés de façon alignée par rapport aux fibres de collagène et ne présentent pas de signe de dégénérescence.
A contrario, les tendons traités par collagénase montrent une perte notable de l’organisation des fibres de collagène avec une augmentation significative des cellules inflammatoires. Cette seconde organisation a été retrouvée dans les tendons traité au PMS indiquant que ces microsphères sans curcumines ne préviennent ni l’inflammation ni la dégénérescence des fibres.
Dans le groupe traité par PMS/Cur, l’orientation des fibres de collagène semble être plus ordonnée. De plus, ce groupe présente une diminution significative du nombre de cellules inflammatoire
Conclusion
Les microsphères contenant la curcumine ont montré une libération prolongée dans le temps et de façon constante. Ces PMS/Cur ont effectivement démontré une suppression de l’expression des ARNm correspondant aux cytokines pro-inflammatoires de façon dose dépendante. De façon similaire aux résultats in vitro, les résultats in vivo montrent que les PMS/Cur diminuent de façon significative l’expression des ARNm correspondant à l’expression des cytokines inflammatoires dans les tendons traités par collagénase et améliorent la force de traction du tendon.
Article original
In vitro and in vivo anti inflammatory and tendon-healing effect in Achilles tendinopathy of long-term curcumin delivery using porous microspheres, Sung Eun Kim et Al. 2017-12-02
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Les microsphères contenant la curcumine ont montré une libération prolongée dans le temps et de façon constante. Ces PMS/Cur ont effectivement démontré une suppression de l’expression des ARNm correspondant aux cytokines pro-inflammatoires de façon dose dépendante. De façon similaire aux résultats in vitro, les résultats in vivo montrent que les PMS/Cur diminuent de façon significative l’expression des ARNm correspondant à l’expression des cytokines inflammatoires dans les tendons traités par collagénase et améliorent la force de traction du tendon.
Article original
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