Fibrillogenèse - Fibrillogenesis
La fibrillogenèse est le développement de fines fibrilles normalement présentes dans les fibres de collagène du tissu conjonctif . Il est dérivé du grec fibrillo (qui signifie fibrilles, ou se rapportant aux fibrilles) et de la genèse (créer, le processus par lequel quelque chose est créé).
L'assemblage des fibrilles de collagène , la fibrillogenèse semble être un processus d'auto-assemblage bien qu'il y ait beaucoup de spéculations sur les spécificités du mécanisme par lequel le corps produit des fibrilles de collagène. Dans le corps, les fibrilles de collagène sont composées de plusieurs types de collagène ainsi que de macromolécules. Le collagène de type I est la macromolécule structurelle la plus abondante dans le corps des vertébrés et représente également le collagène le plus abondant trouvé dans diverses fibrilles de collagène. Il existe d'immenses différences dans les types de fibrilles de collagène qui existent dans le corps. Par exemple, les fibrilles dans le tendon varient en largeur et sont réunies en agrégats qui forment des faisceaux de fibrilles qui résistent aux forces de tension dans une dimension. De même, les fibrilles qui forment la matrice translucide du stroma cornéen forment des feuillets orthogonaux et résistent à la force de traction en deux dimensions. Ces deux fibrilles de collagène structurellement différentes sont supposées être formées à partir des mêmes molécules, le collagène de type I étant le collagène principal trouvé dans les deux structures.
Synthèse
Il n'y a pas de preuves concrètes ou d'accord sur les mécanismes exacts de la fibrillogenèse, cependant, de multiples hypothèses basées sur des recherches primaires ont mis en avant divers mécanismes à considérer. La fibrillogenèse du collagène se produit dans la membrane plasmique au cours du développement embryonnaire. Le collagène dans le corps a une température de dénaturation comprise entre 32 et 40 degrés Celsius, la température physiologique se situe également dans cette plage et pose ainsi un problème important. On ne sait pas comment le collagène survit à l'intérieur des tissus pour se céder à la formation de fibrilles de collagène. Une solution postulée au problème de la dénaturation est que le collagène nouvellement formé est stocké dans des vacuoles. Les vacuoles de stockage contiennent également des agrégats moléculaires qui fournissent la stabilité thermique requise pour permettre à la fibrillogenèse de se produire dans le corps. Dans le corps, les collagènes fibrillaires ont plus de 50 partenaires de liaison connus. La cellule rend compte de la variété des partenaires de liaison grâce à la localisation du processus de fibrillogenèse à la membrane plasmique afin de maintenir le contrôle des molécules qui se lient les unes aux autres et d'assurer en outre à la fois la diversité des fibrilles et les assemblages de certaines fibrilles de collagène dans différents tissus Kader, Hill , et Canty-Larid ont publié un mécanisme plausible pour la formation de fibrilles de collagène. La fibronectine, une glycoprotéine qui se lie aux protéines réceptrices connues sous le nom d' intégrines dans le cytosquelette, est un acteur clé dans la méthode hypothétique de fibrillogenèse. L'interaction entre la fibronectine et le récepteur de l'intégrine provoque un changement conformationnel de la fibronectine. Des récepteurs supplémentaires se lient à la fibronectine apportant du collagène de type I, du procollagène I et du collagène V. Ces molécules interagissent avec la fibronectine pour favoriser la formation de fibrilles à la surface de la cellule.
Régulation
Sur la base de recherches utilisant des souris et d'études sur les syndromes d' Ehlers-Danlos (EDS), caractérisés par une hypermobilité des articulations et des niveaux élevés de laxité de la peau, le chercheur a découvert que les niveaux d'expression de la ténascine X étaient en corrélation avec le nombre de fibrilles de collagène présentes. Chez l'homme, la ténascine X est associée à l'EDS. Grâce à leurs recherches, le chercheur a confondu l'hypothèse originale selon laquelle la ténascine X interférait avec la fibrillogenèse du collagène et suggère qu'elle agit plutôt comme un régulateur de la fibrillogenèse du collagène. Les données suggèrent que la ténascine est un régulateur de l'espacement des fibrilles de collagène. Des tests in vitro donnent des preuves qui suggèrent que la ténascine X accélère la formation de fibrilles de collagène par un mécanisme additif lorsque le collagène VI est présent. En plus de la ténascine X, il a été démontré que plusieurs protéines, glycoconjugués et petites molécules influencent non seulement le taux de fibrillogénèse du collagène, mais également la structure des fibrilles de collagène ainsi que leur taille dans des études de laboratoire.
Tests de turbidité
La fibrillogenèse peut être analysée à l'aide de tests de turbidité. La turbidité est un moyen de mesurer le trouble, le trouble ou le brouillard de l'échantillon et peut également être utilisée pour tester les propriétés de diffusion de la lumière dudit échantillon. Un test de turbidité sur la fibrillogénèse débutera avec un échantillon de triples hélices de collagène , qui auront un faible niveau de turbidité. Une fois la fibrillogénèse terminée, les triples hélices auront formé des fibrilles . Un échantillon de fibrilles aura un niveau de turbidité élevé par rapport à celui d'un échantillon de triple hélice . Au fur et à mesure que la fibrillogenèse se déroule, il y a un changement dans les propriétés de diffusion de la lumière de l'échantillon au fil du temps, qui peut être mesuré avec un spectrophotomètre . La longueur d'onde généralement utilisée pour mesurer la fibrillogenèse avec un spectrophotomètre va de 310 nm à 313 nm. Les tests de turbidité effectués sur des triples hélices de collagène de type I afficheront une courbe sigmoïde lorsqu'ils sont tracés sur un graphique. La courbe sigmoïde est divisée en trois phases; phase de latence, phase de croissance et phase de plateau.
Signification clinique
Une meilleure compréhension des mécanismes de la fibrillogénèse du collagène ainsi qu'une compréhension des régulateurs du processus permettraient de mieux comprendre les maladies qui affectent la formation et l'assemblage des fibrilles de collagène telles que les syndromes d' Ehlers-Danlos (EDS). Sur un spectre plus large, une compréhension des processus qui sous-tendent la fibrillogenèse permettrait de grandes avancées dans le domaine de la médecine régénérative. Une meilleure compréhension conduirait à un avenir potentiel dans lequel les organes et les tissus endommagés par un traumatisme pourraient être régénérés en utilisant la base de la fibrillogénèse du collagène.