Les protéoglycanes. (I) Molécules aux multiples fonctions... futures molécules thérapeutiques ?

Abstract

Les protéoglycanes sont des molécules à localisation extracellulaire, membranaire ou intracellulaire, constituées d’une protéine appelée core protein sur laquelle sont greffées des chaînes polyosidiques dénommées glycosaminoglycanes. La diversité structurale des protéoglycanes permet la constitution de sites protéiques et/ou osidiques interagissant spécifiquement avec d’autres composants matriciels ou cellulaires, ainsi qu’avec des médiateurs solubles. Cette très grande capacité interactive permet aux protéoglycanes de participer à l’assemblage de la matrice tout en lui conférant de nombreuses propriétés rhéologiques (hydratation, résistance aux forces compressives, capacité de filtration, transparence). Les protéoglycanes règlent aussi de nombreuses activités cellulaires (prolifération, différenciation, adhérence, migration) et participent au contrôle de l’activité, de la biodisponibilité et de la stabilité de cytokines par crinopexie. Ces multiples fonctions peuvent être exploitées à des fins thérapeutiques. Ainsi, l’activité anticoagulante de l’héparine est depuis longtemps utilisée. Plus récemment, la capacité des protéoglycanes à contrôler certaines cytokines par crinopexie laisse entrevoir d’intéressantes applications (neutralisation d’effets toxiques, potentialisation d’activité) dans le traitement de différentes maladies.

Proteoglycans are macromolecules which consist of a protein backbone (the core protein) to which polysaccharidic chains called glycosaminoglycans are covalently linked. Proteoglycans are mainly found in the extracellular matrix, but also occur intracellularly and on cell surface membranes. The structural diversity of proteoglycans permits the constitution of proteic and/or saccharidic sites capable of interacting with other matricial components, cellular molecules and soluble mediators. This great ability to interact with other molecules allows proteoglycans to play a key role in matrix assembly. The strongly anionic nature of glycosaminoglycans provides hydration and swelling pressure to some tissues enabling them to withstand compressional forces (cartilage), to filtrate (renal glomerulus), or to be transparent (cornea). Proteoglycans also regulate a lot of cellular activities (adhesion, motility, proliferation, differentiation) and show some affinity for cytokines, controlling their availability, activity and stability by 'crinopexy'. Proteoglycans could also be exploited as therapeutic agents. This is the case of heparin, which has been used for a long time as an anticoagulant molecule. Moreover, the ability of proteoglycans to control cytokines by crinopexy suggests that they could function as reservoirs of soluble mediators, thus neutralizing toxic effects or potentiating desired activities in the treatment of different diseases. [References: 38]