Si vous avez déjà eu une blessure au tendon, vous savez à quel point cela peut être débilitant et combien de temps il faut pour guérir. En fait, bien que vous ayez éventuellement repris votre activité physique habituelle, le site de la blessure est probablement encore faible. « Une fois qu’un tendon est blessé, il ne se rétablit presque jamais complètement », explique Nelly Andarawis-Puri, Ingénierie mécanique et aérospatiale. « Vous êtes probablement plus sujet aux blessures pour toujours. Les tendons sont des tissus très mous qui transmettent régulièrement de très grandes forces pour nous permettre d’obtenir un mouvement de base. Ils s’insèrent dans l’os rigide, ce qui constitue un énorme décalage de propriété. Cette interface est très complexe. »

Andarawis-Puri étudie les blessures au tendon pour tenter de comprendre comment l’usure se développe dans le tendon et comment guérir avec succès les dommages.  » C’est un problème très réel. Trente pour cent de toutes les personnes auront une blessure au tendon, et le risque est plus élevé chez les femmes ”, dit-elle.

Les tendons sont sujets aux blessures causées par une utilisation excessive. Les athlètes, les travailleurs d’usine, le personnel militaire et les autres personnes qui se livrent à des mouvements répétitifs courent un plus grand risque de subir une déchirure ou une rupture du tendon. « Toute tentative biologique que votre tendon présente pour tenter de réparer ces dommages induits est largement dépassée par votre capacité à accumuler d’autres dommages”, explique Andarawis-Puri. « Au fur et à mesure que vous blessez votre tendon, vous allez accumuler de plus en plus de blessures avant toute réparation, ce qui explique comment vous vous retrouvez avec une rupture. »

Thérapie physique

Avec le financement des National Institutes of Health, Andarawis-Puri et son laboratoire mènent un certain nombre de projets qui étudient les mécanismes derrière les dommages aux tendons et la guérison. Dans une ligne de recherche, ils utilisent des modèles animaux pour comprendre le rôle joué dans la guérison par le chargement, ce qui est représentatif de la thérapie physique (PT). Le PT est souvent prescrit comme traitement clinique pour les blessures au tendon, mais il peut parfois aider à la guérison tandis qu’à d’autres moments, il peut exposer le tendon endommagé à un risque accru de blessure supplémentaire. Récemment, Andarawis-Puri et ses collègues ont fait une découverte importante: le moment du début de l’exercice physique est crucial pour savoir si la blessure guérit ou s’aggrave. « Si vous initiez l’exercice un jour après le début de la blessure, vous l’exacerbez davantage”, dit-elle. « Vous obtenez une dégénérescence supplémentaire. Mais si vous commencez l’exercice deux semaines après la blessure, vous obtenez la réparation des dommages. »

Les tendons sont une bande de matériau fibreux principalement composée de collagène, qui forme une matrice extracellulaire hiérarchique (ECM) qui fournit un soutien structurel et biochimique aux cellules. Lorsque les tendons sont blessés, leur structure change. Au lieu de lignes droites, leur collagène devient tordu. ”Nous avons constaté que vous vous retrouvez avec beaucoup plus de ces courbatures si vous commencez à faire de l’exercice un jour après une blessure », explique Andarawis-Puri. « Il y a aussi beaucoup d’autres changements dans les tissus. Certaines protéines indiquent une tendinopathie — l’état de la maladie résultant de l’accumulation de dommages sub-rupestres — qui sont également augmentées. D’autre part, de nombreuses protéines sont modulées à des niveaux naïfs lorsque vous commencez à faire de l’exercice deux semaines plus tard. Cela nous dit que quelque chose sur la façon dont l’ECM régule les cellules qui y vivent diffère un jour après la blessure par rapport à deux semaines après.”

« Au fur et à mesure que vous blessez votre tendon, vous allez accumuler de plus en plus de blessures avant toute réparation, ce qui vous permet de vous retrouver avec une rupture.”

La raison pour laquelle les bons ou les mauvais résultats sont liés au moment du début de l’exercice est encore inconnue, mais Andarawis-Puri sait que l’exercice commencé deux semaines après la blessure diminue la mort cellulaire dans l’ECM et augmente la population de myofibroblastes, un type cellulaire connu pour aider à la cicatrisation des plaies. « Les myofibroblastes peuvent exercer une tension sur l’ECM, ce qui contracte une plaie et la fait se refermer”, explique-t-elle. « Nous avons montré qu’il y a une augmentation des myofibroblastes dans ce contexte entièrement différent — lorsque vous avez un remodelage du tendon à partir de l’exercice. Cela explique potentiellement ce qui arrive à nos défauts. Il est possible que les myofibroblastes les redressent physiquement. »

Cicatrisation sans cicatrices

Dans une autre ligne de recherche, le laboratoire Andarawis-Puri étudie comment promouvoir la cicatrisation sans cicatrices des tendons. ”Pour un tissu qui joue un rôle si important dans la mécanique gouvernante du corps, la cicatrisation est une chose horrible », dit Andarawis-Puri. « Une fois qu’il est marqué, le tissu tendineux n’a plus les propriétés mécaniques qu’il avait autrefois. Il ne peut pas supporter les mêmes types de charges. L’inadéquation des propriétés entre les tendons et l’os devient vraiment un problème car le tendon n’a plus la structure native. Il est très sujet à une nouvelle rupture. »

En utilisant une souche de modèle de souris consanguine qui présente naturellement des capacités de régénération connue sous le nom de souris Murphy Roth Large (MRL), les chercheurs tentent de comprendre et de promouvoir une guérison sans cicatrices dans les tendons rompus. Les modèles de souris MRL sont un mystère. Les scientifiques ne savent pas pourquoi ces modèles de souris adultes sont capables de régénérer certains tissus que d’autres souches de modèles de souris ne peuvent pas. Une hypothèse est que la capacité de guérison est liée à l’environnement systémique, c’est-à-dire que tout le corps joue un rôle dans le processus. Andarawis-Puri et ses collaborateurs ont une contre-hypothèse. Ils émettent l’hypothèse que chaque tissu individuel ayant des capacités de régénération dans le modèle murin — y compris le tissu tendineux — a la capacité de se régénérer quel que soit l’environnement systémique. Pour étudier cela, ils ont lancé une série de projets. Dans l’un d’eux, ils ont des tendons de LMR cultivés en laboratoire pour voir comment les tendons remplissaient les sections manquantes. ”Ils ont rempli le collagène différemment des tendons d’une souche de souris guérisseuse normale », explique Andarawis-Puri. « Ils ont rempli plus complètement et plus alignés en dehors de tout environnement systémique. Cela nous dit qu’il y a un plan dans le tissu qui indique à ces cellules comment poser leur ECM et comment guérir de cette manière plus alignée. Plus aligné signifie qu’il n’y a pas de cicatrice. »

Étudier d’autres moyens de réparation

Dans un autre projet, Andarawis-Puri et ses collègues échangent des tendons blessés entre des modèles de souris guérisseuses ordinaires et des souris MRL pour voir comment les tendons guérissent lorsqu’ils se trouvent dans les différents environnements systémiques. Dans un autre encore, ils ensemencent des cellules des tendons de modèles de souris guérisseuses normales sur des tendons décellularisés de modèles de souris MRL pour voir si la matrice tendineuse du tendon MRL peut reprogrammer les cellules du guérisseur normal et les inciter à déposer la matrice de manière régénérative. Si c’est le cas, cela pourrait être une étape clé pour faire progresser les approches d’ingénierie tissulaire pour les humains.

« La question est, quand des blessures aux tendons se produisent, pouvons-nous promouvoir une sorte de réparation efficace? » Dit Andarawis-Puri. « Cela pourrait être en conjonction avec la chirurgie pour améliorer les résultats des patients, ou cela pourrait être à la place de la chirurgie. Ce serait génial si nous pouvions simplement injecter quelque chose – disons, un cocktail de facteurs de croissance — qui indiquerait à vos cellules comment établir une bonne matrice pour finalement produire une guérison sans cicatrices.”