Biologie de la peau

L’élastine

mercredi 29 février 2012 par Michel Démarchez

L’élastine   est la protéine responsable de l’élasticité des tissus des vertébrés. C’est l’élastine qui confère aux fibres élastiques   du derme   leur élasticité et leur résilience et permet à la peau de reprendre sa position d’origine quand elle est pincée ou étirée. C’est un polymère insoluble synthétisé à partir d’un précurseur soluble appelé la tropoélastine par réticulation de résidus lysine grâce aux lysyl oxydases. Elle est très difficilement dégradable et fait partie des protéines les plus résistantes de l’organisme. En conditions physiologiques, le renouvellement de l’élastine est quasi nul. La demi-vie de l’élastine est estimée à 70 ans. Lors du photo-vieillissement   de la peau, l’élastine est altérée et est intégrée dans du matériel élastotique caractéristique de l’élastose solaire.

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Marquage par immunofluorescence indirecte de l’élastine dans une coupe de peau humaine issue d’une région peu exposée au soleil d’un lifting du visage.
L’élastine apparait en vert et les noyaux des cellules en orange en raison d’une contre coloration à l’iodure de propidium. Dans cette peau issue d’une région peu exposée au soleil, on observe que les fibres élastiques apparaissent sous la forme de fines fibrilles.

L’élastine   est la protéine responsable de l’élasticité des tissus des vertébrés. C’est l’élastine qui confère aux fibres élastiques   du derme   leur élasticité et leur résilience et permet à la peau de reprendre sa position d’origine quand elle est pincée ou étirée.

Elle est traditionnellement décrite comme un polymère amorphe et hydrophobe qui est totalement insoluble dans l’eau, mais aussi dans des solvants organiques L’élastine mature est composée de molécules de tropoélastines liées les unes aux autres par des liaisons croisées. La polymérisation irréversible des monomères de tropoélastine solubles rend l’élastine insoluble.

Marquage par immunofluorescence indirecte de l'élastine dans une coupe de peau humaine issue d'une région peu exposée au soleil d'un lifting du visage.

Au cours du processus d’élastogénèse, le gène de la tropoélastine est transcrit dans le noyau puis, le messager résultant subit un épissage alternatif avant d’être traduit dans le réticulum endoplasmique rugueux. Il s’associe ensuite à une protéine chaperonne, l’EBP (Elastin Binding Protein), qui empêche son agrégation prématurée et qui est aussi une sous-unité du complexe récepteur de l’élastine. Cette association avec l’EBP persiste jusqu’à la sécrétion du complexe dans le proche voisinage d’une fibre élastique en cours de construction. Lorsque le complexe est sécrété, il s’associe avec les autres sous-unités du récepteur de l’élastine et finalement entre en contact étroit avec des galactosides de la composante microfibrillaire de la fibre, ce qui conduit à la libération locale de la molécule de tropoélastine. La molécule chaperonne EBP est recyclée. Une lysyl oxydase va modifier des résidus lysine de la tropoélastine et le monomère activé va interagir avec les microfibrilles pour être intégré dans l’élastine de la fibre élastique en formation par condensation spontanée. Cette réaction conduit à la formation des liaisons croisées majoritairement tétravalentes de l’élastine appelées desmosine et isodesmosine.

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Structure et voie de synthèse de la desmosine et de l’isodesmosine

Le gène humain qui code la tropoélastine est situé sur le chromosome 7 (7q11.2). L’expression de l’élastine est régulée au niveau transcriptionnel et post-transcriptionnel. L’expression du gène de l’élastine est augmentée par les glucocorticoïdes, l’IL-1β, l’IL-10 et l’IGF-1 et est diminuée par le TNF-α et le FGF. Le TGF-β1 augmente le dépôt d’élastine au niveau post transcriptionnel en augmentant la stabilité de l’ARNm du gène de l’élastine

La production de l’élastine débute en milieu de gestation, est maximale pendant la période néonatale et s’arrête à la puberté et elle diminuera ensuite avec le temps mais elle peut être réactivée lors de la formation du néoderme  , lors de la cicatrisation.

Cette molécule est très difficilement dégradable et fait partie des protéines les plus résistantes de l’organisme. En conditions physiologiques, le renouvellement de l’élastine est quasi nul. La demi-vie de l’élastine est estimée à 70 ans

Les tissus riches en élastine sont l’aorte (de 30% à 57%), les vaisseaux sanguins (de 28% à 32%), des ligaments (50%), les poumons (de 3% à 7%), les tendons (4%) et la peau (de 2% à 3%).

Les peptides d’élastine sont des peptides produits par dégradation soit chimique soit enzymatique.

Les peptides obtenus par hydrolyse chimique de l’élastine insoluble par l’acide oxalique donne l’alpha-élastine et par l’hydroxyde de potassium de la kappa-élastine. Au cours de différentes pathologies ou lors de phénomènes inflammatoires, l’élastine peut également être digérée par des élastases, telles que MMP-2 (= gélatinase A), MMP-9 (=gélatinase B), MMP-7 (=matrilysine), ou MMP-12, l’élastase des macrophages  . Des peptides d’élastine, obtenus après dégradation de l’élastine et contenant l’hexapeptide VGVAPG, sont capable de se fixer sur EBP et d’induire des réponses biologiques. Ainsi, cette interaction va promouvoir l’invasion tumorale et l’angiogénèse et agir dans le chimiotactisme des monocytes et des fibroblastes  . Les peptides d’élastine peuvent également avoir un effet sur la prolifération cellulaire et la synthèse de protéases.

Le changement le plus connu du photo-vieillissement  , est la présence dans le derme réticulaire de l’élastose solaire également dénommée élastose actinique. L’élastose solaire résulte d’une accumulation de matériel élastotique constitué d’élastine anormale, et d’autres protéines de la matrice extracellulaire  , comme la fibronectine ou la fibrilline. Le réseau de fibres élastiques montre des fibres souvent fragmentées et épaissies.

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Marquage par immunofluorescence indirecte de l’élastine dans une coupe de peau humaine issue d’une région exposée au soleil d’un lifting du visage.
L’élastine apparait en vert et les noyaux des cellules en orange en raison d’une contre coloration à l’iodure de propidium. Dans cette peau issue d’une région exposée au soleil, on observe que les fibres élastiques apparaissent sous la forme d’amas de matériel élastotique caractéristique d’une peau photo-vieillie.

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