Grâce aux avancées significatives de la recherche sur le rôle des récepteurs cannabinoïdes dans le comportement osseux, cet article vise à établir s’il existe également une débouchée pour une utilisation thérapeutique des cannabinoïdes dans la reconstruction cartilagineuse. En raison de sa lente capacité de réparation et de la prévalence des maladies cartilagineuses, ce domaine est devenu un domaine de recherche important en médecine.
Médecine régénérative (réparation tissulaire)
Un article publié en 2000 définit le » tissue engineering » comme la discipline émergente de la conception et de la construction de parties du corps humain capables de restaurer la fonction basée sur la bio-ingénierie moléculaire. En ce sens, le remplacement des parties perdues devrait remplir des fonctions biologiques similaires.
Pour fabriquer des substituts biomimétiques, trois ingrédients de base ont été identifiés : des signaux inductifs, des cellules candidates réactives et une matrice extracellulaire (ECM) appropriée. Les signaux, tels que les facteurs de croissance, sont une composante essentielle de tout biomatériau issu du tissue engineering, puisque la plupart des cellules candidates impliquées dans les processus de tissue engineering perdent leur programme de différenciation intrinsèque. A ce jour, ni les traitements conventionnels ni les techniques chirurgicales de réparation des tissus cartilagineux perdus n’ont donné de résultats satisfaisants sur le long terme. L’avenir de cette nouvelle science est donc très prometteur, en particulier pour les maladies articulaires dégénératives. En outre, une bien meilleure prise en charge serait possible en combinaison avec des cannabinoïdes.
Système endocannabinoïde (ECS)
Le système endocannabinoïde est composé de liants endocannabinoïdes (les plus connus sont l’anandamide et le 2-arachidonoylglycérol), molécules qui produisent un signal en se liant à un site sur une cible, de récepteurs cannabinoïdes (appelés CB1 et CB2), et des enzymes de synthèse et de dégradation des endocannabinoïdes. Les récepteurs CB1 sont principalement exprimés dans le système nerveux central et périphérique, où ils interviennent dans l’inhibition de la libération des neurotransmetteurs. En particulier, le profil de distribution des récepteurs CB1 aux niveaux spinal, supraspinal et périphérique soutient leur capacité à produire des signes d’analgésie chez les animaux et les humains.
D’autre part, les récepteurs CB2 sont situés principalement sur les cellules immunitaires. Cependant, on a signalé que le CB2 est impliqué dans la dépression, les vomissements et l’abus de drogues, jouant des rôles plus larges que ceux limités aux cellules périphériques et de défense. dans tous les cas, de nouvelles preuves impliquent l’ECS dans une grande variété de processus physiologiques et physiopathologiques.
Chondrocytes et ECS
Les chondrocytes sont les cellules présentes dans le cartilage sain, qui produisent et maintiennent la matrice cartilagineuse (principalement le collagène et les protéoglycanes).
Les cannabinoïdes synthétiques ont été décrits comme un agent protecteur du cartilage chez les animaux, en raison de leur capacité à inhiber la production d’oxyde nitrique et aussi en supprimant la dégradation des protéoglycanes (la matière de charge se trouvant entre les cellules dans un organisme). Une autre étude a démontré que les récepteurs cannabinoïdes de type 1 (CB1) et 2 (CB2) sont exprimés dans les chondrocytes articulaires de l’arthrose humaine. De plus, la même recherche a conclu qu’un cannabinoïde synthétique inhibait la production de signaux inflammatoires dans les chondrocytes articulaires bovins.
Une autre publication a révélé que CB1 et CB2 sont présentés dans des cellules auxiliaires du cartilage comme le fibroblaste, le myofibroblaste et les synoviocytes. De plus, les résultats ont également montré que l’activation du système endocannabinoïde atténue la destruction du cartilage en diminuant la métalloproinase sécrétée par les fibroblastes (enzymes qui brisent le collagène dans l’espace entre les cellules). En effet, l’acide ajulemique, un cannabinoïde synthétique, analogue du 11-nor-9-carboxy-THC (le principal métabolite non psychoactif du Δ9-THC, produit dans le corps après la consommation de cannabis), induit un profil anti-inflammatoire des eicosanoides dans les cellules synoviales humaines, prévenant la dégradation cartilagineuse.
Des recherches concernant le système endocannabinoïde sur les cellules souches mésenchymateuses (CSM), qui sont des précurseurs du cartilage, ont été menées avec des résultats positifs. Une étude a examiné trois facteurs des CSM : la survie, la migration et la différenciation, et a établi que pendant une inflammation (stress aigu), la présence du Δ9-
THC améliore la survie des CSM
En outre, une augmentation significative de la migration des CSM vers le site de lésion tissulaire a été induite par l’anandamide, ce qui signifie une accélération de la régénération du tissu cartilagineux et une amélioration du succès des stratégies de tissu-engineering. Enfin, Δ9-THC améliore également la chondrogenèse MSC. Il a été démontré que les CSM se différencient en chondrocytes par une prolifération dans l’expression du collagène II et la présence de dépôts de protéoglycanes dans la matrice extracellulaire.
Enfin, un autre phytocannabinoïde non psychoactif, le cannabidiol (CBD), a démontré des effets immunosuppresseurs et anti-inflammatoires chez des souris atteintes de polyarthrite rhumatoïde dans un modèle souris.
Conclusion
Les preuves présentées mettent en évidence comment le système endocannabinoïde peut affecter les principales facettes des cellules souches mésenchymateuses et appuient les avantages des médicaments à base de cannabinoïdes dans les applications de tissue-engineered visant à atténuer la dégradation du cartilage et à faciliter sa réparation. Par exemple, les propriétés de CBD´s offrent une bonne protection contre les lésions histologiques, en particulier dans les troubles arthritiques, améliorant ainsi les symptômes causés par cette condition.
Néanmoins, des recherches plus approfondies sur le cannabis médical chez l’homme sont nécessaires pour mieux comprendre tous les mécanismes pharmacologiques par lesquels la dégradation du cartilage est empêchée par la consommation de cannabis.
Références
Idris A.I., van ‘t Hof R.J., Greig I.R., Ridge S.A., Baker D., Ross R.A., Ralston S.H. Regulation of bone mass, bone loss and osteoclast activity by cannabinoid receptors. Nat. Med. 2005;11:774–779
Reddi A.H. Morphogenesis and tissue engineering of bone and cartilage: inductive signals, stem cells, and biomimetic biomaterials. Tissue Eng. 2000;6:351–359. doi: 10.1089/107632700418074.
Nesic D., Whiteside R., Brittberg M., Wendt D., Martin I., Mainil-Varlet P. Cartilage tissue engineering for degenerative joint disease. Adv. Drug Deliv. Rev. 2006;58:300–322.
Howlett A.C., Barth F., Bonner T.I., Cabral G., Casellas P., Devane W.A., Felder C.C., Herkenham M., Mackie K., Martin B.R., Mechoulam R., Pertwee R.G. International Union of Pharmacology. XXVII. Classification of cannabinoid receptors. Pharmacol. Rev. 2002;54:161–202. doi: 10.1124/pr.54.2.161.
Walker J.M., Hohmann A.G. Cannabinoid mechanisms of pain suppression. Handb. Exp. Pharmacol. 2005;168:509–554.
Onaivi E.S., Ishiguro H., Gong J.P., Patel S., Perchuk A., Meozzi P.A., Myers L., Mora Z., Tagliaferro P., Gardner E., Brusco A., Akinshola B.E., Liu Q.R., Hope B., Iwasaki S., Arinami T., Teasenfitz L., Uhl G.R. Discovery of the presence and functional expression of cannabinoid CB2 receptors in brain. Ann. NY Acad. Sci. 2006;1074:514–536. doi: 10.1196/annals.1369.052.
Mbvundula E.C., Bunning R.A., Rainsford K.D. Effects of cannabinoids on nitric oxide production by chondrocytes and proteoglycan degradation in cartilage. Biochem. Pharmacol. 2005;69:635–640.
Kong, Y., Wang, W., Zhang, C., Wu, Y., Liu, Y., and Zhou, X. (2016, June). Cannabinoid WIN‑55,212‑2 mesylate inhibits ADAMTS‑4 activity in human osteoarthritic articular chondrocytes by inhibiting expression of syndecan‑1. Molecular Medicine Reports, 13(6), 4569-76.
McPartland J.M. Expression of the endocannabinoid system in fibroblasts and myofascial tissues. J. Bodyw. Mov. Ther. 2008;12:169–182.
Stebulis J.A., Johnson D.R., Rossetti R.G., Burstein S.H., Zurier R.B. Ajulemic acid, a synthetic cannabinoid acid, induces an anti-inflammatory profile of eicosanoids in human synovial cells. Life Sci. 2008;83:666–670.
- Gowran, K. McKayed, M. Kanichai, C. White, N. Hammadi, V. Campbell, Tissue engineering of cartilage: can cannabinoids help? Pharmaceuticals 3 (2010) 2970–2985.
Malfait A.M., Gallily R., Sumariwalla P.F., Malik A.S., Andreakos E., Mechoulam R., Feldmann M. The nonpsychoactive cannabis constituent cannabidiol is an oral anti-arthritic therapeutic in murine collagen-induced arthritis. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2000;97:9561–9566.