UN "NOUVEAU" CAPTEUR DE FORCE TENDINEUX

Passini FS, Jaeger PK, Saab AS, Hanlon S, Chittim NA, Arlt MJ, Ferrari KD, Haenni D, Caprara S, Bollhalder M, Niederöst B, Horvath AN, Götschi T, Ma S, Passini-Tall B, Fucentese SF, Blache U, Silván U, Weber B, Silbernagel KG, Snedeker JG: Shear-stress sensing by PIEZO1 regulates tendon stiffness in rodents and influences jumping performance in humans Nature Biomedical Engineering 2021, doi: 10.1038/s41551-021-00716-x

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Les tendons sont relativement minces mais doivent résister à des forces énormes et en même temps ont besoin d’une certaine élasticité pour absorber des charges élevées, telles que les chocs mécaniques, sans se déchirer.

Dans les sports impliquant le sprint et le saut, cependant, les tendons raides sont un avantage car ils transmettent les forces qui se déploient dans les muscles plus directement aux os. Un entraînement approprié permet d’obtenir une rigidité optimale des tendons.
Longtemps du domaine de l’inconnu, les chercheurs de l’ETH Zurich et de l’Université de Zurich ont maintenant déchiffré comment les cellules des tendons perçoivent les contraintes mécaniques et comment elles sont capables d’adapter les tendons aux exigences du corps. Leurs résultats viennent d’être publiés dans la revue Nature Biomedical Engineering.
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Au cœur du mécanisme nouvellement découvert se trouve un capteur de force moléculaire dans les cellules du tendon constitué d’une protéine de canal ionique. Ce capteur détecte lorsque les fibres de collagène, qui composent les tendons, se déplacent les unes contre les autres dans le sens de la longueur. Si un tel mouvement de cisaillement se produit, le capteur permet aux ions calcium de s’écouler dans les cellules tendineuses. Cela favorise la production de certaines enzymes qui relient les fibres de collagène entre elles. En conséquence, les tendons perdent de leur élasticité et deviennent de plus en plus rigides.

Nouveau capteur tendineux à l’origine de la reconstruction tissulaire

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Sur-production du variant génétique.

Fait intéressant, la protéine du canal ionique responsable de cela se produit dans différentes variantes génétiques chez l’homme. Il y a quelques années, d’autres scientifiques ont découvert qu’une variante particulière appelée E756del est regroupée chez des individus d’ascendance ouest-africaine. A cette époque, l’importance de cette protéine pour la raideur tendineuse n’était pas encore connue. Un tiers des individus d’origine africaine sont porteurs de cette variante du gène, alors qu’elle est rare dans d’autres populations. Cette variante du gène protège ses porteurs des cas graves de la maladie tropicale du paludisme. Les scientifiques supposent que la variante a pu prévaloir dans cette population en raison de cet avantage.
Les chercheurs dirigés par Jess Snedeker, professeur de biomécanique orthopédique à l’ETH Zurich et à l’Université de Zurich, ont maintenant montré que les souris porteuses de cette variante de gène ont des tendons plus rigides. Ils croient que les tendons «sur-produisent» dans leur réponse adaptative à l’exercice en raison de cette variante.
Avantage majeur en termes de performances
Cela a également des effets directs sur la capacité des gens à sauter, comme l’ont montré les scientifiques dans une étude menée auprès de 65 volontaires afro-américains. Parmi les participants, 22 portaient le variant E756del du gène, tandis que les 43 autres ne l’étaient pas. Pour tenir compte de divers facteurs qui influencent la capacité d’une personne à sauter (y compris le physique, l’entraînement et la condition physique générale), les chercheurs ont comparé les performances lors d’un saut lent et rapide. Les tendons ne jouent qu’un rôle mineur lors des sauts lents mais sont particulièrement importants lors des sauts rapides. Grâce à la conception de leur étude, les scientifiques ont pu isoler l’effet de la variante du gène sur les performances de saut.
Cela a montré que les porteurs de la variante E756del ont obtenu 13% de meilleurs résultats en moyenne. « Il est fascinant qu’une variante génétique, qui est positivement sélectionnée en raison d’un effet anti-paludisme, soit en même temps associée à de meilleures capacités athlétiques. Nous ne nous attendions certainement pas à trouver cela lorsque nous avons lancé le projet », déclare Fabian Passini, doctorant dans le groupe Snedeker et premier auteur de l’étude. Il se peut que cette variante du gène explique en partie pourquoi les athlètes originaires de pays à haute fréquence E756del excellent dans les compétitions sportives de classe mondiale, y compris le sprint, le saut en longueur et le basket-ball. À ce jour, aucune enquête scientifique n’a été menée pour déterminer si cette variante du gène est surreprésentée parmi les athlètes d’élite. Cependant, une telle étude serait d’un intérêt scientifique, dit Passini.
Et la kiné dans tout ca?
Les découvertes sur le capteur de force et le mécanisme par lequel les tendons peuvent s’adapter aux exigences physiques sont également importantes pour la Kinésithérapie. «Nous avons maintenant une meilleure compréhension du fonctionnement des tendons. Cela devrait également nous aider à mieux traiter les blessures aux tendons à l’avenir», déclare Snedeker. À moyen terme, il peut également être possible de développer des médicaments qui se fixent sur le capteur de force tendineux nouvellement découvert. Ceux-ci pourraient un jour aider à guérir les tendinopathies et autres troubles du tissu conjonctif.