Nouvelles cibles pour l’ostéoporose: des cellules souches mésenchymateuses à la régulation de l'ostéogénèse et de la masse osseuse – TARGETBONE

L'ostéoporose, la cause principale de fractures, résulte d'un déséquilibre entre la formation osseuse et la résorption osseuse. Alors qu’un excès de résorption osseuse caractérise la perte osseuse post-ménopausique secondairement à la carence en œstrogènes, la perte osseuse idiopathique et encore celle liée au vieillissement est due à un défaut de formation osseuse. L'objectif de TARGETBONE est de permettre une approche intégrée des mécanismes cellulaires et moléculaires qui sous-tendent la pathophysiologie de l'ostéoporose. Nous aborderons les mécanismes de la formation osseuse en étudiant la différenciation ostéoblastique à partir des cellules souches mésenchymateuses et des ostéoprogéniteurs médullaires. Dlx5 et Dlx6 sont exprimés par des précurseurs mésenchymateux. Ils induisent spécifiquement la différenciation des ostéoblastes aux stades précoces et se situent en amont de la cascade de facteurs de transcription, notamment Osterix, un gène maître de l'ostéogenèse. L'interaction Dlx5 avec une protéine adaptatrice MAGED1 est nécessaire pour initier l'activité cellulaire et / ou la transactivation de Dlx5/6 et la formation osseuse. Ce projet a pour objectif de caractériser le processus complet de maturation des ostéoblastes en présence ou en l'absence de Dlx5/6, partant d’ostéoprogéniteurs vers des ostéoblastes fonctionnels. Nous avons choisi d'utiliser une invalidation conditionnelle induite de Dlx5 et 6 des progéniteurs ostéoblastiques en croisant des souris Dlx5/6Hboxlox/lox et Osx-creERT2 pour générer des souris Dlx5/6Osx-creERT2. Plusieurs stratégies complémentaires seront utilisées pour identifier les facteurs spécifiques de différentiation, puis une validation chez les souris et les cellules humaines. Nous déterminerons le potentiel de différenciation des BM-MSC des cellules exprimant Dlx5/6 en utilisant plusieurs approches moléculaires et pour définir les différentes étapes de l'ostéoblastogénèse. Dans le but d'identifier de nouveaux médiateurs, nous caractériserons les complexes de protéines Dlx5/6 en analysant les protéines spécifiques qui interagissent avec MAGED1 par une technique de cristallographie et par une analyse in silico. Nous décrirons ensuite le phénotype osseux des souris Dlx5/ 6Osx-creERT2. Pour établir la pertinence de nos travaux et permettre la translation vers le vieillissement osseux et l'ostéoporose, nous analyserons les fonctions ostéogéniques de DLX5/6 de prélèvements osseux et de cellules souches humaines de sujets jeunes et âgés. Nous évaluerons les effets des molécules médiatrices qui auront été identifiées précédemment sur la maturation et la fonction des ostéoblastes humains.
L’intérêt de TARGETBONE réside dans la nature multidisciplinaire de notre consortium. L'expertise combinée de 3 équipes complémentaires spécialisées dans la biologie moléculaire, la découverte de molécules et l'ostéoporose offre une occasion unique d'identifier de nouvelles molécules. TARGETBONE apportera aussi de nouvelles connaissances sur les facteurs cellulaires et moléculaires qui régulent la différenciation des MSC vers la lignée ostéoblastique et facilitera le transfert vers le domaine des pathologies osseuses. L’analyse des interactions protéines / protéines obtenues par nos approches permettront d’identifier de nouvelles cibles qui conduiront au développement de nouveaux composés et de médicaments afin d'améliorer la prévention et le traitement de l'ostéoporose.