Travaux Personnels Encadrés
Acide hyaluronique dans la peau
En quoi l'acide hyaluronique stimule-t-il la cicatrisation après une brûlure du 2ème degré ?
Acide hyaluronique de bas poids moléculaire
1- Crème et application :
Une fois rentré chez lui, le patient X relève sur la notice de sa crème la présence d'acide hyaluronique. Curieux, il décide de se documenter via Internet sur la nature de composant. Il découvre alors que l'acide hyaluronique est un polymère appartenant à la famille des glycosaminoglycanes, formé d'unités disaccharidiques répétitives d’acide D-glucuronique et de D-N-acétylglucosamine. Sa grande structure spatiale serait à l'origine du haut poids de la molécule (408 g/mol par doublet disaccharidique).
S'intéressant de plus près à sa crème, il apprend qu'elle est constituée d'acide hyaluronique de bas poids moléculaire. Il s'interroge sur les différences avec le haut poids. Ce faible poids moléculaire serait dû à la strcuture même de la molécule, composée d'un nombre inférieur d'unités structurales.
→ Quels sont les effets de l'acide hyaluronique de bas poids moléculaire sur sa plaie ?
2- Effets de la crème :
Molécule d'acide hyaluronique
sous Chemsketch
Légende :
Bleu clair = Carbone (C)
Blanc = Hydrogène (H)
Rouge = Oxygène (O)
Bleu foncé = Azote (N)
Vert = Oxygène liant
Le patient X se propose de trouver des réponses à la question :
La cicatrisation d'une plaie repose principalement sur la synthèse de collagène menant à la reformation du tissu. Dans le cas du patient X, la reconstruction doit être totale au vue des couches épithéliales détruites.
Sachant que les fibroblastes sont responsables de la fabrication des fibres endothéliales, il émet l'hypothèse que l'acide hyaluronique de faible poids agit sur les fibroblastes.
A la suite de différentes recherches, il s'aperçoit qu'une protéine transmembranaire de la famille des intégrines, le CD44, joue le rôle de récepteur d'adhésion cellulaire.
Cette protéine présente sur les fibroblastes serait-elle le récépteur de l'AH ? Cette liaison serait-elle un stimulant de prolifération cellulaire ?
Il cherche une démarche scientifique menant à cette conclusion :
Tout d'abord, il s'intéresse aux deux acteurs de la liaison :
L'acide hyaluronique, (C H NO ) , est une molécule comportant une terminaison de groupe amine secondaire caractérisé par son atome d'azote lié à un atome d'hydrogène.
Contrairement à l'acide hyaluronique, le CD44 est une protéine, succession d'acides aminés organisés en chaîne polypeptidique.
Cherchant à caractériser la protéine, notre patient X regarde sur la Banque de Données Internationale (BDI) le gène responsable de la synthétisation du récepteur.
26
16
11
n
Le gène subit un épissage alternatif. Les 5 premiers exons sont inchangés pour toutes les protéines formées et constituent le domaine de liaison azote (terminal).
Sur la BDI, on s'intéresse tout particulièrement à ce terminal (voir PDB).
On a la séquence nucléotidique après épissage :
A l'aide d'Anagène, on traduit la séquence de l'ARNm du CD44 :
On obtient la chaîne peptidique suivante :
Le patient X a relevé une terminaison caractérisée par son atome d'azote sur la molécule d'acide hyaluronique, il s'agit d'un des 2 acteurs de la N-glycosylation.
Or, pour permettre cette liaison, la protéine doit comporter dans sa chaîne polypeptidique des groupes d'acides aminés caratéristiques :
→ Le motif "Asn – X – Ser" qui dresse les sites de glycosylation.
→ Le motif "B (Arg/Lys) -X (acide aminé basique : His/Arg/Lys) – B (Arg/Lys)" qui consolide la liaison.
Il se propose de vérifier leur présence sur le CD44 :
Glu Lys Lys Ala Ser Ala Ser Leu Gly Ala Gly Ala Ser Gly Ala Arg Arg His Arg His Pro Ala Thr Leu Gln Val Pro Arg Pro Thr Ser Leu Ala Ala Pro Ile Ile Tyr Ser Leu Ser Arg Ala Arg Gly Gly Gly Arg Gly Ala Arg Pro Gly Gly Leu Leu Leu Leu Lys Thr Ser Ala Gly Cys Leu Val Thr Ala Pro Leu Ala Trp Val Cys Pro Ser Leu Ala Pro Ser Leu Arg Leu Arg Ser Leu Phe Ser Thr Ser Asn Lys Asn Cys Ser Gln Leu Pro Arg Gln Pro His Cys Pro Ala Asn Pro Ser Leu Cys Gln Val Arg Ser Ala Ile Leu Val Pro Ser Ser Ala Gly Pro Cys Pro Ala Pro Arg Asp Pro Pro Ala Pro Phe Ala Arg Ala Leu Arg Ser Leu Arg Thr Pro Trp Thr Ser Phe Gly Gly Thr Gln Pro Gly Asp Ser Ala Ser Cys Arg
On remarque le motif "Asn – X – Ser" présent deux fois et le motif "B – X – B" présent une fois
Ainsi, le patient X a confirmé l'existence de ces motifs.
L'hypothèse d'une N-glycosylation est vérifiée.
On en conclut donc que la liaison établie entre l'acide hyaluronique de faible poids moléculaire et le CD44 est une N-glycosylation.
L'activation du CD44 provoque une cascade de signaux, qui conduit à la stimulation du fibroblaste, accélérant la prolifération cellulaire, la migration et la formation des structures fibreuses (fibres endothéliales).
Pour conclure, l'acide hyaluronique permet de stimuler la production des fibres endothéliales.
Acides aminés du domaine de liaison du CD44
Domaine de liaison du CD44 et acide hyaluronique
Schéma du début du processus de cicatrisation
Schéma du CD44 et domaine de liaison de l'acide hyaluronique sur le fibroblaste
Membrane
plasmique
du fibroblaste
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(Radcliffe Department of Medicine)
http://www.rdm.ox.ac.uk/principal-invetigators/researcher/david-jackson
http://archives.coordination-‐nationale-‐ infirmiere.org
