induction de la chimiokine il-8/kc par le cartilage : rôle potentiel dans l’arthrose

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Revue du rhumatisme 79 (2012) 412–417 Disponible en ligne sur www.sciencedirect.com Article original Induction de la chimiokine IL-8/Kc par le cartilage : rôle potentiel dans l’arthrose Karine Chauffier a,b , Marie-Charlotte Laiguillon b , Carole Bougault b , Marjolaine Gosset b , Sabrina Priam b , Colette Salvat b , Zvezdana Mladenovic b , Geoffroy Nourissat b,c , Claire Jacques b , Xavier Houard b , Francis Berenbaum a,,b , Jérémie Sellam a,b a Service de rhumatologie, hôpital Saint-Antoine, AP–HP, université Pierre-et-Marie-Curie, 184, rue du Faubourg-Saint-Antoine, 75012 Paris, France b Université Pierre-et-Marie-Curie, UR-4, 7, quai Saint-Bernard, 75005 Paris, France c Service de chirurgie orthopédique et traumatologie, hôpital Saint-Antoine, AP–HP, université Pierre-et-Marie-Curie, 184, rue du Faubourg-Saint-Antoine, 75012 Paris, France info article Historique de l’article : Accepté le 22 d ´ ecembre 2011 Disponible sur Internet le 26 juin 2012 Mots clés : Interleukine-8 Kératinocyte chimioattractant Cartilage Stress mécanique Visfatine Arthrose résumé Objectif. – L’interleukine-8 (IL-8) et son équivalent murin kératinocyte chemoattractant (Kc), chimiokines produites par les chondrocytes, contribuent à la physiopathologie de l’arthrose. Cependant, les méca- nismes conduisant à leur production sont peu connus. Notre but était d’étudier si les stress mécanique (compression), inflammatoire (interleukine-1-bêta [IL-1]) et métabolique (visfatine) sont capables d’induire la sécrétion de Kc lorsqu’ils sont appliqués au cartilage murin. Méthodes. – Des explants de cartilage murin ont été soumis à une compression intermittente pendant quatre, six et 24 heures. Des cultures primaires de chondrocytes articulaires murins ont été obtenues par digestion enzymatique du cartilage articulaire issu de souris de six jours de vie. L’effet de la compression, de l’IL-1 (10, 50, 100 pg/mL) et de la visfatine (5 g/mL) sur la sécrétion de Kc a été évalué par Elisa. Les taux d’IL-8 dans des milieux conditionnés de culture de tissus articulaires humains arthrosiques (cartilage ou tissu synovial) ont été également quantifiés. Résultats. – En comparaison avec des explants non comprimés, la compression a permis une libération plus importante de Kc de respectivement 3,2; 1,9 et 2,0 fois à quatre, six et 24 heures (p < 0,004, n = 9). En cultures primaires de chondrocytes, l’IL-1 a induit une libération de Kc d’un ratio de 4,1; 15,5 et 35,2 avec des concentrations respectives de 10, 50 et 100 pg/mL d’IL-1 (p < 0,05, n = 4). De la même manière, la visfatine (5 g/mL) a induit une augmentation de la sécrétion de Kc de 56,5 ± 25,2 fois (p = 0,002, n = 6). L’IL-8 a été libérée dans les milieux conditionnés de tissu synovial ou de cartilage arthrosique dans les mêmes proportions. Conclusion. – IL-8/Kc est très sensible aux stress mécaniques, inflammatoires et métaboliques, ce qui conforte l’hypothèse que IL-8/Kc peut être ajoutée à la liste des cytokines susceptibles d’avoir un impact délétère dans l’arthrose. © 2012 Société Française de Rhumatologie. Publié par Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés. 1. Introduction L’arthrose est l’affection articulaire la plus fréquente, caractéri- sée par une dégénérescence progressive du cartilage associée à une inflammation synoviale et à un remodelage osseux sous-chondral. L’arthrose est caractérisée par des modifications quantitatives et qualitatives de la matrice cartilagineuse, en relation avec un dés- équilibre entre la biosynthèse et la dégradation de ses composants [1]. Les chondrocytes acquièrent un statut prodégradatif caracté- risé par la libération d’enzymes protéolytiques et de médiateurs DOI de l’article original : 10.1016/j.jbspin.2011.12.013. Ne pas utiliser, pour citation, la référence franc ¸ aise de cet article, mais la réfé- rence anglaise de Joint Bone Spine (doi:10.1016/j.jbspin.2011.12.013). Auteur correspondant. Adresse e-mail : [email protected] (F. Berenbaum). pro-inflammatoires tels que la prostaglandine E 2 (PGE 2 ) ainsi qu’une différenciation hypertrophique préapoptotique. Les média- teurs pro-inflammatoires tels que les cytokines produites locale- ment au niveau des articulations arthrosiques jouent un rôle crucial dans ces processus pathologiques : interleukine-1-bêta (IL-1), tumor necrosis factor (TNF) et interleukine-6 (IL-6) qui contri- buent à l’inflammation articulaire et à la dégradation subséquente du cartilage [2]. Il est donc important d’avoir une meilleure compré- hension du réseau cytokinique impliqué dans la physiopathologie de l’arthrose. Compte tenu de leur rôle dans de nombreux processus inflammatoires, les chimiokines représentent des médiateurs clés dans l’arthrose [2]. Parmi elles, les ligands de CXCR2, incluant l’interleukine-8 (IL-8 également appelée CXCL-8), son équivalent murin appelé « kératinocyte chemoattractant » (Kc) et le « growth-related oncogene alpha » (GRO ou CXCL-1), sont syn- thétisés par les chondrocytes arthrosiques [3] et sont capables 1169-8330/$ – see front matter © 2012 Société Française de Rhumatologie. Publié par Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés. doi:10.1016/j.rhum.2012.02.011

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arine Chauffiera,b, Marie-Charlotte Laiguillonb, Carole Bougaultb, Marjolaine Gossetb, Sabrina Priamb,olette Salvatb, Zvezdana Mladenovicb, Geoffroy Nourissatb,c, Claire Jacquesb, Xavier Houardb,rancis Berenbauma,∗,b, Jérémie Sellama,b

Service de rhumatologie, hôpital Saint-Antoine, AP–HP, université Pierre-et-Marie-Curie, 184, rue du Faubourg-Saint-Antoine, 75012 Paris, FranceUniversité Pierre-et-Marie-Curie, UR-4, 7, quai Saint-Bernard, 75005 Paris, FranceService de chirurgie orthopédique et traumatologie, hôpital Saint-Antoine, AP–HP, université Pierre-et-Marie-Curie, 184, rue du Faubourg-Saint-Antoine, 75012 Paris, France

n f o a r t i c l e

istorique de l’article :ccepté le 22 decembre 2011isponible sur Internet le 26 juin 2012

ots clés :nterleukine-8ératinocyte chimioattractantartilagetress mécaniqueisfatinerthrose

r é s u m é

Objectif. – L’interleukine-8 (IL-8) et son équivalent murin kératinocyte chemoattractant (Kc), chimiokinesproduites par les chondrocytes, contribuent à la physiopathologie de l’arthrose. Cependant, les méca-nismes conduisant à leur production sont peu connus. Notre but était d’étudier si les stress mécanique(compression), inflammatoire (interleukine-1-bêta [IL-1�]) et métabolique (visfatine) sont capablesd’induire la sécrétion de Kc lorsqu’ils sont appliqués au cartilage murin.Méthodes. – Des explants de cartilage murin ont été soumis à une compression intermittente pendantquatre, six et 24 heures. Des cultures primaires de chondrocytes articulaires murins ont été obtenues pardigestion enzymatique du cartilage articulaire issu de souris de six jours de vie. L’effet de la compression,de l’IL-1� (10, 50, 100 pg/mL) et de la visfatine (5 �g/mL) sur la sécrétion de Kc a été évalué par Elisa. Lestaux d’IL-8 dans des milieux conditionnés de culture de tissus articulaires humains arthrosiques (cartilageou tissu synovial) ont été également quantifiés.Résultats. – En comparaison avec des explants non comprimés, la compression a permis une libérationplus importante de Kc de respectivement 3,2; 1,9 et 2,0 fois à quatre, six et 24 heures (p < 0,004, n = 9). Encultures primaires de chondrocytes, l’IL-1� a induit une libération de Kc d’un ratio de 4,1; 15,5 et 35,2 avecdes concentrations respectives de 10, 50 et 100 pg/mL d’IL-1� (p < 0,05, n = 4). De la même manière, la

visfatine (5 �g/mL) a induit une augmentation de la sécrétion de Kc de 56,5 ± 25,2 fois (p = 0,002, n = 6).L’IL-8 a été libérée dans les milieux conditionnés de tissu synovial ou de cartilage arthrosique dans lesmêmes proportions.Conclusion. – IL-8/Kc est très sensible aux stress mécaniques, inflammatoires et métaboliques, ce quiconforte l’hypothèse que IL-8/Kc peut être ajoutée à la liste des cytokines susceptibles d’avoir un impactdélétère dans l’arthrose.

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© 2012 Société Fr

. Introduction

L’arthrose est l’affection articulaire la plus fréquente, caractéri-ée par une dégénérescence progressive du cartilage associée à unenflammation synoviale et à un remodelage osseux sous-chondral.’arthrose est caractérisée par des modifications quantitatives etualitatives de la matrice cartilagineuse, en relation avec un dés-

quilibre entre la biosynthèse et la dégradation de ses composants1]. Les chondrocytes acquièrent un statut prodégradatif caracté-isé par la libération d’enzymes protéolytiques et de médiateurs

DOI de l’article original : 10.1016/j.jbspin.2011.12.013.� Ne pas utiliser, pour citation, la référence francaise de cet article, mais la réfé-ence anglaise de Joint Bone Spine (doi:10.1016/j.jbspin.2011.12.013).∗ Auteur correspondant.

Adresse e-mail : [email protected] (F. Berenbaum).

169-8330/$ – see front matter © 2012 Société Française de Rhumatologie. Publié par Elsoi:10.1016/j.rhum.2012.02.011

se de Rhumatologie. Publié par Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.

pro-inflammatoires tels que la prostaglandine E2 (PGE2) ainsiqu’une différenciation hypertrophique préapoptotique. Les média-teurs pro-inflammatoires tels que les cytokines produites locale-ment au niveau des articulations arthrosiques jouent un rôle crucialdans ces processus pathologiques : interleukine-1-bêta (IL-1�),tumor necrosis factor (TNF�) et interleukine-6 (IL-6) qui contri-buent à l’inflammation articulaire et à la dégradation subséquentedu cartilage [2]. Il est donc important d’avoir une meilleure compré-hension du réseau cytokinique impliqué dans la physiopathologiede l’arthrose.

Compte tenu de leur rôle dans de nombreux processusinflammatoires, les chimiokines représentent des médiateursclés dans l’arthrose [2]. Parmi elles, les ligands de CXCR2,

incluant l’interleukine-8 (IL-8 également appelée CXCL-8), sonéquivalent murin appelé « kératinocyte chemoattractant » (Kc) etle « growth-related oncogene alpha » (GRO� ou CXCL-1), sont syn-thétisés par les chondrocytes arthrosiques [3] et sont capables

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’induire une différenciation hypertrophique des chondrocytes enulture [4]. En outre, l’IL-8 favorise plusieurs processus inflam-atoires délétères tels que la migration (homing) et l’activation

es cellules mononucléées au sein du tissu synovial, la dégra-ulation des neutrophiles, la libération de radicaux libres, laroduction de métalloprotéinase-13 matricielle (MMP-13) par leshondrocytes articulaires, l’apoptose chondrocytaire et la pertee protéoglycanes [5–8]. Ces effets sont consécutifs à la liai-on des chimiokines à leur récepteur CXCR2, exprimé par leshondrocytes arthrosiques ou normaux [3,4,9]. Tandis que lesffets et la quantification de IL-8/Kc et GRO� ont été étudiése facon approfondie, les mécanismes conduisant à la libéra-ion de ces chimiokines par les chondrocytes dans l’arthroseestent peu connus. Différents signaux pathogéniques survenantans l’arthrose représentent des inducteurs potentiels d’IL-8/Kc,els que :

le stress mécanique, modélisant l’effet d’une surcharge pondéralesur un cartilage sain des membres inférieurs [10]. La compres-sion intermittente des explants de cartilage induit un phénotypeprodégradatif des chondrocytes arthrosiques caractérisé par lasécrétion de PGE2, de monoxyde d’azote (NO) et de MMP [11–14] ;le stress inflammatoire, représenté par des cytokines pro-inflammatoires. Parmi ces cytokines, l’IL-1� est augmentée dansle liquide synovial arthrosique et est considérée comme un fac-teur catabolique dans l’arthrose, stimulant la sécrétion de PGE2,de NO, d’IL-6 et d’IL-17 [2,15–19] ;le stress métabolique, du fait du lien systémique existant entreobésité et arthrose [20] impliquant des médiateurs solubles, lesadipokines, agissant à distance des tissus adipeux. Ces adipo-kines sont également synthétisées au sein même de l’articulationet peuvent faire le lien entre inflammation et métabolisme[21]. Parmi elles, la visfatine, également appelée nicotinamidephosphoribosyltransférase (NAMPT) ou « pre-B cell colony-enhancing factor » (PBEF), est détectable dans tous les tissusdes articulations arthrosiques et induit la production de média-teurs pro-inflammatoires (PGE2) et d’enzymes prodégradatives(« A Disintegrin And Metalloproteinase with ThrombospondinMotifs-4 [ADAMTS-4] » [15], ADAMTS-5, MMP-3 et MMP-13) parles chondrocytes [22–25].

Nous avons donc étudié les différents signaux pathogéniquesmpliqués dans l’arthrose (stress métabolique, mécanique ou

étabolique) afin d’évaluer leur capacité à d’induire la sécrétion’ IL-8/Kc par le cartilage murin.

. Méthodes

.1. Matériels

Tous les réactifs ont été achetés auprès de Sigma-AldrichSt-Quentin-Fallavier, France), sauf précision contraire. La Col-agénase D et le cocktail d’inhibiteurs de protéase provenaiente Roche Diagnostics (Meylan, France). L’IL-1� recombinante

été fournie par PeproTech (TebuBio, Le Perray-en-Yvelines,rance). La visfatine murine recombinante a été fournie par Alexisiochemicals (Paris, France).

.2. Animaux

Toutes les expériences ont été réalisées sur des explants ou deshondrocytes en cultures primaires issus de portées de souris Swissgées de six jours (janvier, Saint-Berthevin, France). Toutes les pro-édures étaient en accord avec la Directive européenne N886/609 et

atisme 79 (2012) 412–417 413

le Comité local pour les soins et l’utilisation des animaux de labo-ratoire.

2.3. Isolement d’explants de cartilage costal et expériences decompression

Une compression a été appliquée sur des explants de carti-lage costal. Pour chaque expérience, tous les échantillons de cagethoracique, de hanches et de genoux, ont été recueillis à par-tir d’une portée de souris Swiss de six jours de vie selon uneprocédure décrite précédemment [26,27]. Les explants de carti-lage costal ont été nettoyés dans du tampon PBS pour éliminerune partie des tissus mous. Le sternum a été réséqué. Les tis-sus mous restants ont été éliminés mécaniquement. Le cartilagecostal a été découpé et divisé en segments qui ont été poolés.Chaque échantillon était constitué d’environ 50 mg de cartilagecostal.

Immédiatement après la dissection, chaque échantillon a étéplacé dans des puits de compression individuels de plaquesde culture Biopress (Flexercell International, Hillsborough, NC,États-Unis), en forme de disque de 5 mm, dans 3 mL de milieude culture (milieu de Dulbecco modifié selon Eagle, glucosé à1 mg/mL, contenant de la pénicilline à 100 UI/mL et de la strep-tomycine à 100 �g/mL, de la L-glutamine 4 mM, de l’albumine à1 % et de l’Hepes 30 mM) pendant 24 heures à 37 ◦C. Le milieude culture a ensuite été changé à trois reprises et 1,5 mL demilieu ont été déposés des les puits. Une compression inter-mittente a été appliquée aux échantillons au moyen d’ondessinusoïdales à 0,5 Hz (1 seconde « on », 1 sseconde « off ») pen-dant quatre à 24 heures à l’aide du système Biopress (FlexercellInternational) [28], tandis que les explants témoins étaientconservés comme précédemment rapporté par notre équipe[13].

Après application du stress mécanique, les surnageants et lesexplants de cartilage ont été recueillis et conservés immédiatementà −80 ◦C. À chaque temps (quatre, six et 24 heures), nous avonsanalysé les explants comprimés et leurs témoins. Nos résultats sontexprimés en ratio d’augmentation de l’induction en comparaisonavec les explants témoins non comprimés.

2.4. Culture primaire de chondrocytes articulaires murins

Des chondrocytes murins issus de cultures primaires ont été iso-lés à partir de cartilage articulaire de souriceaux Swiss de six joursde vie [24]. Après une semaine de culture et d’amplification, lescellules ont été placées du milieu sans sérum (serum free) pendant24 h (0,1 % de sérum-albumine bovine). Ensuite, les cellules ont étéstimulées avec des concentrations croissantes d’IL-1� (10, 50 ou100 pg/mL) ou de visfatine (0, 2,5 ou 5,0 �g/mL) pendant 24 heures.La concentration de visfatine à 5 �g/mL a été choisie suite à uneexpérience d’effet-dose et de données antérieures montrant uneproduction optimale de PGE2 et d’enzymes protéolytiques par leschondrocytes après une stimulation par visfatine à cette concen-tration [24].

2.5. Cartilage arthrosique humain

Des échantillons humains de genoux arthrosiques ont été obte-nus dans le service de chirurgie orthopédique et de traumatologiede l’hôpital Saint-Antoine sous forme de pièces opératoires consi-dérées comme des déchets chirurgicaux en accord avec les lois

éthiques francaises (L. 1211-2 à L. 1211-7, L. 1235-2 et L. 1245.2).La recherche était conforme aux principes décrits dans la Déclara-tion d’Helsinki. Les explants de cartilage et de tissu synovial ontété incubés pendant 24 heures dans du milieu sans sérum. Chaque
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Fig. 1. Augmentation de la sécrétion de Kc par la compression d’explants de cartilagecostal La compression d’explants de cartilage costal murin stimule la sécrétion dekeratinocyte chemoattractant (Kc). Des explants de cartilage costal murin ont étécomprimés (C) ou non (NC) pendant quatre, six et 24 heures. La quantité de Kc

14 K. Chauffier et al. / Revue du

olume a été normalisé par rapport au poids humide des explants6 mL/g).

.6. Dosages de prostaglandine E2

Lors des expériences de compression, la production de PGE2 até mesurée dans les milieux de culture au moyen d’un kit deosage immuno-enzymatique (Cayman Chemical, Ann Arbor, MI,tats-Unis), selon la procédure déjà décrite [29]. Le seuil de détec-ion était de 9 pg/mL. La concentration en PGE2 a été analyséeur une série de dilutions, en duplicate ou triplicate, et a été lueomparativement à une courbe standard. Les valeurs obtenues ontté exprimées en pg/mL/mg de tissu et obtenues à partir de laoyenne des duplicates ou triplicates.

.7. Évaluation de la concentration de kératinocytehemoattractant

La concentration en Kc a été mesurée dans les surnageants desilieux de culture au moyen du kit Elisa Quantikine (R&D systems,

ille, France). Le dosage a été réalisé à partir du milieu contenantes cartilages comprimés à quatre, six et 24 heures et leurs témoins,insi qu’à partir du milieu des chondrocytes stimulés ou non parL-1� ou visfatine pendant 24 heures. Le seuil de détection était de,0 pg/mL. Les valeurs obtenues était les moyenne des duplicatesu triplicates, exprimées en pg/mL/mg de tissu pour la compressiones explants de cartilage ou en pg/mL pour la culture primaire enrésence d’IL-1� et de visfatine.

.8. Évaluation de la concentration d’interleukine-8

La concentration en IL-8 a été mesurée dans les milieux condi-ionnés de culture de tissus humains (tissu synovial et cartilage)près 24 heures d’incubation au moyen d’un kit Elisa (Sanguin,msterdam, Pays-Bas). Les valeurs ont été exprimées en ng/g de

issu.

.9. Extraction de l’ARN et PCR quantitative en temps réelqRT-PCR)

L’ARN a été extrait des explants de cartilage comprimés et nonomprimés à quatre et six heures et des chondrocytes cultivésvec et sans IL-1� ou visfatine. Une RT-PCR quantitative a étééalisée comme décrit précédemment [13]. Les amorces sens etntisens des gènes murins sont composées de la manière suivante :c : AAACTAATATTTATTGGG et TTTCAAGACATACAAACA ; CXCR2 :CCAGAGACTGTGGTATT et GATGGATCAACTCTATTCA.

.10. Analyse statistique

Toutes les données sont présentées sous forme de moyenne ±rreur standard de la moyenne (SEM) issues d’expériencesndépendantes.

Étant donné le nombre d’échantillons, dans les expériencese compression, le test de Wilcoxon a été utilisé pour com-arer les valeurs moyennes entre groupes appariés (comprimésersus non comprimés) et pour les cultures cellulaires stimu-ées par cytokine, le test de Mann-Whitney a été utilisé pouromparer les valeurs moyennes entre groupes non appariés.

’analyse statistique a été menée avec le logiciel GraphPadrism5 (GraphPad Software Inc., San Diego, Californie, États-Unis).es valeurs de p ≤ 0,05 sont considérées comme statistiquementignificatives.

libérée dans le milieu de culture (pg/mL/mg de tissu) a été mesurée par Elisa. Lesrésultats sont exprimés en moyennes ± SEM du ratio C/NC pour chaque temps (neufexpériences indépendantes, analysées en duplicate ou triplicate). *p < 0,04.

3. Résultats

3.1. Effet de la compression des explants de cartilage costal sur lasécrétion de prostaglandine E2 et kératinocyte chemoattractant

Notre modèle de compression intermittente d’explants de car-tilage costal a déjà été utilisé pour démontrer la sécrétion dePGE2 et représente le témoin positif de cette expérience [13]. Unenouvelle fois, la compression mécanique des explants de car-tilage costal a augmenté de facon significative la synthèse dePGE2. Les valeurs de la moyenne ± SEM du taux de PGE2 dansle cartilage comprimé versus cartilage non comprimé étaientrespectivement de 28,6 ± 14,8 versus 7,0 ± 3,9, 28,6 ± 22,9 versus6,8 ± 5,2 et 91,8 ± 50,7 versus 22,0 ± 12,8 pg/mL par milligramme àquatre heures, six heures et 24 heures correspondant à des augmen-tations respectives de 5,1, 5,6, et 4,3 pour chaque temps (p < 0,004).

La compression des explants de cartilage costal pendant lamême expérience augmente la quantité de Kc dans le milieu ducartilage comprimé (Fig. 1). Cette sécrétion est maximale après4 heures de compression. En comparaison avec les expériencesmenées en absence de compression, l’augmentation du tauxde Kc est respectivement de 3,2, 1,9 et 2,0 à 4, 6 et 24 heuresrespectivement (p < 0,004), correspondant à une concentra-tion absolue de Kc dans les cartilages comprimés versus noncomprimés : 17,7 ± 2,4 versus 6,9 ± 1,0, 20,2 ± 1,8 versus10,5 ± 0,8 et 30,2 ± 2,3 versus 16,5 ± 2,1 pg/mL par milligrammed’explants à respectivement quatre, six et 24 heures. Contraire-ment à la quantification protéique de la chimiokine soluble, laquantité d’ARNm Kc n’a pas augmenté significativement aprèscompression (augmentation après la compression : respective-ment 0,6 ± 0,5 fois et 2,1 ± 2,3 fois à quatre heures [p = 0,386] et sixheures [p = 0,750] [n = 3]) (Fig. 2).

3.2. La stimulation des chondrocytes par interleukine-1-bêtainduit la sécrétion et l’expression de kératinocyte chemoattractant

Les cultures primaires de chondrocytes articulaires murins trai-tées par une dose croissante d’IL-1� (10 pg/mL [n = 4], 50 pg/mL

[n = 3] ou 100 pg/mL [n = 4]) pendant 24 heures montrent une aug-mentation de la libération de Kc : l’augmentation moyenne du tauxde Kc après 24 heures de stimulation, normalisée sur le taux descellules non traitées pendant la même période, est respectivement
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K. Chauffier et al. / Revue du rhumatisme 79 (2012) 412–417 415

Fig. 2. Effet de la compression (A), de l’IL-1� (B), et de la visfatine (C) sur l’expressiond’ ARNm de Kc dans des cultures primaires de chondrocytes articulaires. L’IL-1� à1dc

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Fig. 3. Induction de Kc par des cultures primaires de chondrocytes articulairesmurins traités avec IL-1�. Des chondrocytes articulaires murins ont été cultivés avec0, 10, 50 ou 100 pg/mL d’IL-1� pendant 24 heures. La quantité de keratinocyte che-moattractant (Kc) libérée dans le milieu de culture (pg/L) a été mesurée par dosageElisa. Les résultats sont exprimés en moyennes ± SEM de la quantité de Kc en pré-

L’expression au niveau de l’articulation et les effets biolo-giques de l’IL-8 ou de son équivalent murin Kc ont été étudiés demanière approfondie dans l’arthrose [30]. Cependant, les stimulidéclenchant leur production restent mal connus. Nos expériences

Fig. 4. Augmentation de la sécrétion de Kc par les chondrocytes articulaires murinsissus d’une culture primaire de chondrocytes articulaires traités par IL-1�. Les

00 pg/mL (n = 3) et la visfatine à 5 �g/mL (n = 5) stimulent l’expression de l’ARNme keratinocyte chemoattractant (Kc) mesurée par RT-PCR quantitative, mais pas laompression (n = 3). *p = 0,05, **p = 0,03.

e 4,1 ; 15,5 et 35,2 fois à des concentrations respectives de 10, 50 et00 pg/mL d’IL-1� (p < 0,05) (Fig. 2) correspondant aux concen-rations de Kc : 787,1 ± 251,9 ; 3786,4 ± 1779,4 ; 10953,8 ± 7816,3 ;7749,0 ± 12005,5 pg/mL respectivement à 0, 10, 50 et 100 pg/mL’IL1�. La quantité d’ARNm de Kc après stimulation par 100 pg/mL’IL-1� a augmenté de 48,4 ± 43,4 fois (p = 0,05, n = 3) (Fig. 3).

.3. La stimulation par Visfatine induit la sécrétion et l’expressione kératinocyte chemoattractant

Les cultures primaires de chondrocytes articulaires murins trai-ées par 5 �g/mL de visfatine montrent que la visfatine entraînene augmentation de Kc après 24 heures de stimulation. La valeuroyenne ± SEM de la concentration de Kc est de 5,2 ± 1,6 pg/mL

ans visfatine versus 154,8 ± 135,2 ng/mL avec 5 �g/mL de visfatinep = 0,002), ce qui représente une augmentation de 56,5 ± 24,2 foisn = 6) (Fig. 4). Cet effet était dose-dépendent puisque la concentra-ion de Kc était respectivement de 6,1 ; 335,7 et 830,9 ng/mL pour, 2,5 et 5 �g/mL de visfatine. Le traitement par visfatine a aug-enté le niveau d’expression d’ARNm de Kc de 59,7 ± 78,9 fois enoyenne (p = 0,028, n = 5) (Fig. 3).

.4. Expression de CXCR2 dans le cartilage

Le récepteur murin de Kc, CXCR2, était exprimé de la mêmeanière dans les explants de cartilage ayant subi ou non une

ompression (Fig. 5).

.5. Dosage de l’interleukine-8 soluble dans les milieuxonditionnés de culture de cartilage arthrosique et de tissuynovial

La concentration moyenne d’IL-8 dans les milieux condition-és de culture de cartilage et de tissu synovial d’articulationsrthrosiques n’était pas significativement différente : 3,31 ± 2,27 et

sence d’IL-1� sur la quantité de Kc sans IL-1�, dans 4 expériences indépendantes.Différentes concentrations d’IL-1� en cultures primaire de chondrocytes stimulentla sécrétion de Kc. *p = 0,02, **p = 0,06.

6,79 ± 2,76 ng/g (p = 0,14) dans le cartilage et dans le tissu synovialrespectivement (n = 9 patients).

4. Discussion

chondrocytes articulaires stimulés par la visfatine à 5 �g/mL libèrent la chiomio-kine keratinocyte chemoattractant (Kc). La quantité de Kc libérée dans le milieude culture (pg/mL) a été mesurée par dosage Elisa. Les valeurs correspondent auxmoyennes ± SEM de la quantité de Kc avec et sans visfatine, lors de six expériencesindépendantes. *p = 0,008.

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Fig. 5. Expression de CXCR2 par les explants de cartilage costal. Des explants dech

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induction of apoptosis in osteoarthritis chondrocytes. Arthritis Rheum

artilage costal murin ont été comprimés (C) ou non (NC) pendant quatre et sixeures. Après extraction de l’ARN, la quantité de CXCR2 a été mesurée par qRT-PCR.

ontrent que Kc peut être secrétée à la suite des trois princi-aux stress considérés comme pathogènes pour le cartilage dans

’arthrose : stress mécanique, inflammatoire et métabolique quieuvent être modélisés respectivement sous forme de compressionyclique, ou de stimulations par IL-1� ou visfatine. De facon intéres-ante, l’IL-8 est secrétée en quantités quasiment comparables pare cartilage ou par le tissu synovial d’une articulation arthrosique.

Nos principaux résultats démontrent qu’une charge dynamiqueppliquée sur le cartilage, et donc sur les chondrocytes, peut aug-enter significativement la sécrétion de Kc. Un tel résultat a

éjà été rapporté avec une pression hydrostatique [31], mais nosxpériences utilisent une compression cyclique qui représente unodèle plus physiologique de stress mécanique sur les articula-

ions des membres inférieurs. Les forces appliquées dans ce modèlenduisent la production de MMP-2, MMP-9 et MMP-13 et parti-ipent ainsi à la dégradation du cartilage [10,32].

La visfatine, présente dans la graisse de Hoffa [23], dans leiquide synovial, dans le cartilage [33] et dans les ostéophytes22,25], peut induire la sécrétion de médiateurs inflammatoiresels que l’IL-6, le TNF, l’IL-8 et des enzymes de dégradation tellesue MMP-1 et MMP-3 par les synoviocytes ou les monocytes issuses patients souffrant de polyarthrite rhumatoïde [33]. Nous avonsrécédemment montré que la visfatine favorisait la dégradation duartilage via l’expression d’enzymes protéolytiques et la sécrétione PGE2 par les chondrocytes [24]. Ici, la visfatine a induit de faconignificative la sécrétion de Kc par les chondrocytes articulaires sug-érant que l’IL-8/Kc peut avoir un rôle dans l’action de la visfatineu niveau du cartilage. La concentration de visfatine est plus élevéeue la concentration habituellement observée dans le liquideynovial, mais celle-ci peut être plus importante au sein même dea matrice cartilagineuse, en raison de la capacité de rétention dee tissu, considéré classiquement comme un réservoir de diversédiateurs (cytokines et facteurs de croissance) [34]. Ces résultats

ont en accord avec une étude récente montrant que l’inactivatione la visfatine dans les synoviocytes fibroblastiques rhumatoïdes

nhibait l’expression de l’IL-8 induite par un ligand des récepteurse type Toll [33]. Notre étude montre pour la première fois uneugmentation de la sécrétion de IL-8/Kc par les chondrocytesraités par visfatine.

L’IL-1� est une cytokine jouant un rôle clé dans l’arthrose,mpliquée à la fois dans l’inflammation et dans la dégradation duartilage [17]. Ce résultat est cohérent avec ceux de Lotz et al.ui ont montré une induction d’IL-8 par les chondrocytes, mais

n utilisant une concentration plus élevée d’IL-1� (10,000 pg/mL)35], tandis que la concentration de cette cytokine dans le liquideynovial arthrosique chez l’homme est plus faible (le plus souvent

atisme 79 (2012) 412–417

inférieure à 20 pg/mL) [36]. Nous confirmons ce résultat avec uneconcentration d’IL-1� plus basse (10-100 pg/mL).

L’IL-8/Kc est certainement sécrétée en grande partie par letissu synovial arthrosique [37]. De manière intéressante, nosexpériences suggèrent que la production d’IL-8 par le cartilagearthrosique n’est pas significativement différente de celle prove-nant du tissu synovial.

Le rôle principal de Kc/IL-8 est le homing à l’intérieur dutissu synovial de cellules mononuclées susceptibles de partici-per au processus inflammatoire responsable de la douleur et del’épanchement articulaire. D’autres actions ont été rapportées,comme la production de MMP-13 [4], la perte de protéoglycanes[6], l’induction de la différenciation hypertrophique des chondro-cytes [4,38] et l’apoptose des chondrocytes arthrosiques [8,39],tous ces mécanismes étant caractéristiques des événements bio-logiques survenant dans l’arthrose. En outre, les récepteurs deIL-8/Kc, CXCR1 et CXCR2 sont détectés dans les chondrocytes [7,40].Nous avons vérifié par RT-PCR que l’unique récepteur de Kc chezla souris, CXCR2, était exprimé dans le cartilage comprimé etdans le cartilage non comprimé, en accord avec les observationsantérieures montrant la présence du récepteur en cytométrie deflux, en immunohistochimie et en RT-PCR sur des chondrocytes[4,40]. En conséquence, nous avons émis l’hypothèse que Kc/IL-8 induit par ces stress peut exercer son action via des bouclesautocrines/paracrines sur les chondrocytes et donc participer auxaltérations du cartilage et à l’altération phénotypique des chondro-cytes observées dans l’arthrose [11,18,22].

En conclusion, la chimiokine Kc/IL-8 est fortement sensible auxstress impliqués dans la physiopathologie de l’arthrose. Le cartilageproduit une part conséquente du pool d’IL-8 présent dans les arti-culations arthrosiques. Ces résultats confortent l’hypothèse selonlaquelle IL-8/Kc peut être ajoutée à la liste des cytokines suscep-tibles d’avoir un impact délétère dans l’arthrose.

Déclaration d’intérêts

Les auteurs déclarent ne pas avoir de conflits d’intérêts en rela-tion avec cet article.

Remerciements

Les auteurs remercient la Société francaise de rhumatologiepour son soutien financier.

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