Modifications structurelles et mécaniques de la matrice

Sur un plan macroscopique, cette pathologie dégénérative correspond à une dégradation du cartilage. Progressivement apparaissent des fissures ou wear-lines, un remaniement de l’os sous chondral et le développement d’ostéophytes sur les zones non portantes pour aboutir aux pincements puis à la disparition de l’espace articulaire (Figure 9, p57). Plusieurs grilles de score pour l’évaluation des lésions du cartilage existent, sans qu’il y ait de consensus à l’heure actuelle. La classification la plus ancienne est celle d’Outerbridge. Une des classifications les plus utilisées en France est celle de Beguin et Locker (Tableau 7, p57).

Étant donné que cette chronologie semble évoluer en trois stades, nous présenterons ici l’évolution de la maladie selon trois stades. Il est cependant important de noter que sur une même surface cartilagineuse, les lésions ne sont pas forcément toutes au même stade évolutif.

1.1. Stade initial

Au stade initial, le cartilage est œdématié. Cette réponse à l’agression initiale du tissu peut être assimilée à une tentative de réparation du cartilage sous l’effet de facteurs de croissance, tentative qui va échouer pour des raisons encore mal comprises. Ainsi l’activation des chondrocytes va augmenter leur activité anabolique et catabolique (Buckwalter et coll. 1998). Dans un premier temps, l’équilibre entre production des protéines matricielles et enzymes de

Très rapidement s’installe une synthèse défaillante avec des protéoglycanes de taille inférieure et la synthèse d’un néocollagène (de type I), dont les propriétés biomécaniques sont moins bonnes (Garcia 2013; Grange 2007; Tamba 2005) .

Cette activité anabolique va également se traduire par la production d’ostéophytes sous l’influence de facteurs de croissance tels que le TGF-β. L’os sous-chondral, riche en facteurs de croissance semble jouer un rôle dans la tentative de réparation des lésions cartilagineuses (Neumann et al. 2008). L’orientation des fibres de collagène proches de la surface va progressivement disparaître et l’espace entre les fibres va s’accroître, aboutissant à une diminution de la résistance du cartilage responsable de fissures que l’on va voir apparaître dans le stade intermédiaire.

Quoi qu’il en soit, il en résulte une surproduction de protéoglycanes, ce qui entraine une hyperhydratation néfaste, aboutissant alors au ramollissement du cartilage (chondromalacie).

1.2. Stade intermédiaire

Le stade 2 est caractérisé par l’apparition de fissures superficielles, les wear-lines, dues à une protéolyse matricielle exacerbée. Une hyperactivité catabolique des chondrocytes a lieu à ce stade, libérant ainsi des cytokines pro inflammatoires : l’IL-1β et le TNF-α (Garcia 2013; Grange 2007; Tamba 2005) .

Sous l’influence de ces cytokines, les chondrocytes libèrent d’autres facteurs pro inflammatoires comme les dérivés radicalaires de l’oxygène, le monoxyde d’azote, des enzymes protéolytiques (métalloprotéinases et agrécanases) et glycolytiques, mais aussi de la phospholipase A2, et des prostaglandines. L’hyperactivité enzymatique va petit à petit déborder les capacités d’inhibition enzymatique.

En parallèle, ces cellules ont aussi une activité anabolique forte, mais qui va progressivement s’épuiser ; aboutissant donc à la destruction du cartilage (destruction autocrine). La destruction est d’autant plus rapide que les cytokines produites (IL-1β et TNF-α) commandent aussi l’inhibition de la synthèse des composants naturels du cartilage.

De plus, le chondrocyte peut se différencier en un fibrochondrocyte synthétisant des composants normalement absents ou présents en faible quantité, comme le néocollagène de type I, le versicane, ou la fibronectine et d’autres protéines non collagéniques de qualité et de

résistance moindre que les composants normaux du cartilage (Garcia 2013; Grange 2007; Tamba 2005).

Par ailleurs, sous l’action délétère de l’IL-1β ou du NO, il existe une accélération du cycle de maturation cellulaire qui amène à une prolifération des chondrocytes puis à leur hypertrophie et enfin à leur mort par apoptose (Dozin et al. 2002). À ce stade, l’os sous-chondral est un acteur important dans l’altération du cartilage. Il est en effet le siège d’une augmentation du remodelage osseux en faveur de l’ostéoformation, médié par des cytokines synthétisées par les ostéoblastes adjacents au cartilage.

Toutes ces modifications conduisent à plus ou moins long terme à des remaniements de l’os sous-chondral avec apparition de macro géodes (Figure 9, p57).

Finalement, défaut de réponse anabolique, déséquilibre entre enzymes et inhibiteurs, mort cellulaire par nécrose ou par apoptose du chondrocyte, s’additionnent et contribuent à la dégradation de la matrice extracellulaire.

1.3. Stade final

À un stade avancé, la destruction gagne les couches profondes mettant à nu l’os sous- chondral.

Il persiste des chondrocytes hypertrophiques, ou en voie d’apoptose, ainsi qu'un tissu fibrocartilagineux.

L’activation de la membrane synoviale, par les débris du cartilage et/ou les microcristaux libérés dans la cavité synoviale, pourrait contribuer à la chondrolyse, avec libération de MMPs, de cytokines telles que l’IL-1β et de dérivés radicalaires de l’oxygène.

Classification d’Outerbridge Classification de Beguin et Locker

Grade I : Ramollissement cartilagineux Stade 0 : Cartilage d’aspect et de consistance normale

Grade II : Fragmentation, fissures chondrales de moins de 1,27cm de diamètre

Stade 1 : Ramollissement cartilagineux ou surface normale, lisse et ma consistance est anormale Grade III : Fragmentation, fissures de plus

de 1,27cm de diamètre

Stade 2 : Fissures uniques ou érosions superficielles

Grade IV : Exposition de l’os sous-chondral Stade 3 Fissures ou ulcérations profondes Stade 4 : Exposition de l’os sous-chondral

Tableau 7 – Classification d’Outerbridge et de Beguin et Locker d’après Garcia, 2013

Figure 9 - Évolution de l'arthrose d’après Grangé, 2007

L’arthrose correspond à une dégradation progressive du cartilage jusqu’à apparition de fissures, d’un remaniement de l’os sous chondral associé à l’apparition de géodes, ainsi qu’un développement d’ostéophytes sur les zones non portantes. À terme un pincement articulaire va apparaître, puis une disparition progressive de l’espace articulaire.

2. Modifications de la composition du liquide synovial – Altération des propriétés