Vieillissement des fibres élastiques | Mécanismes et conséquences

Renouvellement des fibres élastiques

Les fibres élastiques, comme toutes les protéines de la matrice extracellulaire, ont une très grande longévité, mesurée en années.

Cette caractéristique les expose davantage au vieillissement moléculaire, car les dommages répétés peuvent s’accumuler, tandis que les protéines intracellulaires ne persistent que quelques heures ou, au maximum, quelques jours.

La synthèse et le dépôt d’élastine sont principalement limités aux périodes fœtale et postnatale. Chez l’adulte, l’ARNm de l’élastine est au contraire rapidement dégradé.

Dommages aux fibres élastiques

Chaque protéine des fibres élastiques doit donc fonctionner pendant de nombreuses années et résister à l’accumulation de dommages dus aux liaisons croisées induites par le glucose, aux dépôts de lipides et de calcium, ainsi qu’aux modifications dépendantes du temps des résidus d’acide aspartique.

Ces phénomènes influencent profondément le remodelage des tissus riches en élastine.

Les études récentes sur le vieillissement cellulaire se concentrent sur la régulation et l’activation des MMP, c’est-à-dire des métalloprotéases matricielles, chargées de dégrader la matrice extracellulaire.

Effet du rayonnement solaire

L’activité des MMP augmente après exposition aux rayons UV et peut cataboliser des composants des fibres élastiques, comme la fibrilline-1 et la fibuline-5. Ces enzymes présentent une faible spécificité de substrat et peuvent donc agir sur plusieurs composants de la matrice.

Des études ont confirmé que le collagène I résiste aux modifications structurelles à des doses de rayonnement UV physiologiquement atteignables, tandis que les microfibrilles riches en fibrilline et les interactions entre glycoprotéines et fibronectine sont profondément altérées par les mêmes doses.

Cette différence de sensibilité peut dépendre de la composition en acides aminés. À l’exception de l’élastine, les protéines associées aux fibres élastiques sont riches en chromophores UVB — Cys, His, Phe, Tyr et Trp — capables d’absorber ce rayonnement.

Les fibres élastiques sont donc sensibles à la dégradation directe par les UV, avec des conséquences sur l’homéostasie tissulaire.

Les processus intrinsèques et extrinsèques du vieillissement entraînent une perte de déformabilité et de résilience du tissu, favorisant l’élastose et les rides.

Conséquences

Le remodelage des fibres élastiques produit ainsi d’importants effets biochimiques et cellulaires. Les fragments d’élastine, appelés élastokines, peuvent influencer le système immunitaire : ils agissent sur les lymphocytes en modulant l’expression de l’élastase et en favorisant l’apoptose, et sur les monocytes en s’opposant à certains signaux pro-inflammatoires.

Les peptides d’élastine et de fibrilline-1 peuvent également modifier le phénotype de cellules non inflammatoires en induisant l’expression des MMP. L’élastine stimule notamment MT1-MMP et MMP-2, tandis que la fibrilline-1 régule l’expression de MMP-1 et MMP-3.

Dans l’ensemble, les MMP sont capables de dégrader les principales protéines de la matrice extracellulaire (MEC) et les composants de la jonction dermo-épidermique (JDE).

Des travaux récents indiquent en outre que les microfibrilles de fibrilline participent à l’homéostasie tissulaire en séquestrant le TGF-β.

Le TGF-β s’associe à des protéines latentes de liaison au TGF-β pour former un complexe qui se fixe ensuite, dans l’espace extracellulaire, aux microfibrilles riches en fibrilline.

En définitive, la séquestration du TGF-β, l’accumulation progressive des dommages et les mécanismes de dégradation cellulaires — MMP — ou acellulaires — UV — peuvent modifier profondément l’architecture et le remodelage des fibres élastiques, ainsi que les fonctions biochimiques de ces molécules.

Conséquences du remodelage de la matrice extracellulaire dermiqueTraitements des altérations des fibres élastiques du derme