Dock5, une nouvelle cible prometteuse contre les maladies osseuses ostéolytiques ? – BONEDISEASE

Les ostéoclastes (OCs), seules cellules capables de résorber l’os, sont un élément important de l’homéostasie du squelette impliquant sa résorption par les OCs suivi par son remplacement par les ostéoblastes. Dans divers états physiopathologiques : la ménopause, la polyarthrite rhumatoide, les métastases osseuses, l’inactivité physique, les paralysies ou certaines maladies génétiques, la résorption de l’os excède sa formation dûe à d’activité excessive des OCs. Ceci conduit à la fragilité du squelette, un risque de fractures accru, des impotences et des douleurs. Notamment à cause du vieillissement des populations, la fréquence de ces maladies augmente, avec d’importantes conséquences socio-économiques. Le coût direct des fractures ostéoporotiques était de plus de 30 milliard d’€ en Europe pour 2000, et l’évolution démographique devrait les porter à 75 milliards en 2050. L’ostéoporose est fréquente avec un impact fonctionnel et socio-éconimique considérable. Ce problème grave motive une recherche active pour développer de nouveaux traitements.
Nous avons montré que Dock5 est un régulateur essentiel de l’activité des OCs. En activant la GTPase Rac en aval de l’intégrine avß3, Dock5 contrôle la formation de la zone de scellement, la structure d’adhérence formée d’actine spécifique de l’OC et essentielle à la résorption osseuse. La suppression génétique de Dock5 empêche l’activité des OCs in vitro et in vivo, mais pas leur différenciation. Principalement exprimée dans les OCs, Dock5 ne l’est pas dans les ostéoblastes, qui fabriquent l’os. Nous avons identifié des inhibiteurs chimiques de Dock5 empêchant l’activité des OCs in vitro.

Notre hypothèse est que Dock5 représenterait une nouvelle cible pour développer des traitements antirésorptifs. Ce projet implique une équipe spécialisée dans la biologie des OCs et la signalisation des GTPases de la famille Rho et une équipe experte dans l’analyse structurale et biochimique des facteurs d’échange des GTPases et le développement d’inhibiteurs. Nos objectifs sont de :
1- valider Dock5 comme cible dans le contexte d’une résorption osseuse pathologique. Pour tester si inhiber Dock5 peut avoir des effets bénéfiques, nous emploierons le modèle classique d’ovariectomie pour induire la perte osseuse chez la souris. Nous utiliserons les souris Dock5-/- ou les inhibiteurs chimiques de Dock5. Une réduction de la perte osseuse dans ce modèle validerait l’inhibition de Dock5 comme une approche thérapeutique pertinente contre les maladies ostéolytiques.
2- identifier les partenaires de Dock5 et mettre à jour de nouveaux mécanismes régulateurs contrôlant l’organisation de l’actine en aval de avß3 pour former la zone de scellement. Nous développerons une approche SILAC de protéomique quantitative dans l’OC pour identifier les partenaires de Dock5. Nous testerons leurs effets sur la signalisation de avß3, l’activation de Rac dans l’OC et la formation de la zone de scellement. Nous recherchons ainsi de nouveaux complexes de signalisation agissant comme des effecteurs de la réorganisation de l’actine dans l’OC.
3- caractériser les déterminants biochimiques et structuraux de l’activité et de l’inhibition de Dock5 et établir les bases du criblage et de la caractérisation de nouveaux inhibiteurs de la résorption. Nous développerons des tests biochimiques pour reconstituer l’activation de Rac par Dock5 sur des membranes artificielles. Ceci éclairera les mécanismes d’action de la famille Dock de facteurs d’échange et permettra d’analyser l’effet des inhibiteurs de Dock5. Nous établirons la structure de Dock5 et de son complexe avec Rac, qui constituera le premier exemple de cette sous-classe de facteurs d’échange de type Dock.

Notre object général est d’établir les bases du criblage, de la caractérisation et de la validation de nouveaux inhibiteurs de l’activité des ostéoclastes in vitro, en culture et in vivo, un point de départ nécessaire pour développer de nouvelles stratégies anti-ostéoporotiques.