CE18 - Innovation biomédicale

La nacre, une source de nouvelles molécules thérapeutiques pour lutter contre l'ostéoporose – NADO

La nacre, une source de nouvelles molécules thérapeutiques pour lutter contre l'ostéoporose

Le nacre est non seulement une source de calcium, mais aussi une source de composés bioactifs sur l’anabolisme osseux et la résorption, c.-à-d. le remodelage osseux. Ainsi, nous proposons des approches préventives et thérapeutiques simultanées en corrigeant la carence en calcium et en modulant les activités cellulaires osseuses.

Objectifs et hypothèses scientifiques

Hypothèse de recherche<br />La nacre n'est pas seulement une source de calcium mais également une source de composés bioactifs sur l'anabolisme et le catabolisme osseux. Ainsi, nous proposons des approches préventives et thérapeutiques simultanées en corrigeant la carence en calcium et en modulant les activités cellulaires osseuses.<br />Objectifs: Les objectifs du projet NADO sont (i) de caractériser les composés actifs de la nacre, (ii) de préciser leur mécanisme d’action, et (iii) de déterminer leur efficacité en utilisant des modèles murins de l’ostéoporose. Comprendre pleinement ces trois éléments encore inconnus représente un défi ambitieux, crucial pour le développement et l’utilisation de composés de nacre pour inverser le déséquilibre osseux de l’ostéoporose.

Jalon 1: composés actifs de la nacre
L'objectif est dans cette partie d'identifier les principes actifs de la nacre.

Jalon 2: Actions ostéonaboliques et antirésorptives
Le but de cette WP est de spécifier les effets des composés de nacre sur les ostéoblastes et l’activité des ostéoclastes.

Work package 3 : Action sur les modèles de perte osseuse
L’objectif de ce WP est de tester les composés nacrés, qui ont réussi le WP2, sur deux modèles de perte osseuse murine : i) le modèle ovariectomisé de l’ostéoporose (OVX) et ii) le modèle de perte osseuse de déchargement de la queue du membre postérieur (modèle d’immobilisation). L’action des composés du nacre et du nacre sera comparée à celle du CaCO3 pur considéré comme source de calcium. La qualité et la quantité osseuses seront évaluées à l’aide de la tomographie micro-informatisée et des analyses par éléments finis, de l’histomorphométrie dynamique, de l’évaluation des propriétés mécaniques et des marqueurs osseux sériques. La composition corporelle sera évaluée par densitométrie (DXA).

Jalon objectif 1 : validation de l’effet de la nacre sur la réduction de la perte osseuse
- Ageing (modèle souris âgées) : Une première étude montre qu’une supplémentation nutritionnelle en poudre de nacre accroît la masse trabéculaire osseuse chez des souris femelles âgées (22 mois). Une nouvelle expérience de supplémentation nutritionnelle, pendant trois mois cette fois-ci, s’est terminée fin novembre 2020 chez des souris âgées de 20 mois. L’exploitation des données et des échantillons récoltés est en cours.

- Ovariectomy : Une supplémentation nutritionnelle en poudre de nacre est plus efficace que le carbonate de calcium pur pour limiter la perte osseuse dans un modèle d’ostéoporose induite par ovariectomie (ménopause induite) chez les rates. Cette étude montre l’effet protecteur de la nacre sur l’os. (cf Poster en annexe : design de l’étude et résultats principaux).

Jalon objectif 2 : mécanismes d’action de la nacre
- Proteomic : l’analyse protéomique a été réalisé en comparant les protéines présentes dans les sérums du groupe Ovariectomie et dans ceux du groupe Ovariectomie + Nacre. L’analyse des données protéomiques met en évidence la présence de 13 protéines de rat dont les niveaux dans le sérum ont été modifiés par la présence de nacre dans l’aliment. De plus, certaines protéines issues de la nacre ont pu être retrouvées seulement dans les sérums du groupe Ovariectomie + Nacre. Nous poursuivons l’analyse de ces résultats à l’aide de la bioinformatique.

Nacre and its compounds can be used as a nutraceutical supplement and acute and chronic drug to prevent and reduce bone loss. Recently, management of osteoporosis has evolved to include combination therapies. Combination therapy associates an antiresorptive drug with another that stimulates the development of new bone. In our NADO project, we propose the development of a natural approach that will permit maintaining and restoring a good bone remodeling balance by simultaneously inhibiting osteoclast bone resorption and stimulating osteoblast bone formation. Nacre is a candidate for long-term use because of its combination of effects: calcium supplement, anti-resorptive and osteoanabolic compounds.
NADO will be the basis for potential lead to the development of innovative therapies for the prevention and treatment of bone pathologies. Knowledge of the nacre compounds and their action will allow the exploration of possible combination therapies with these candidate molecules.
As we have focused this project specifically on calcium and active compounds, we do recognise that further investigations are needed to check if there might be any possibility of synergy with vitamin D supplementation.

1. Nguyen K.D., Laroche N., Vanden Bossche A., Bertache Y., Linossier M.-T., Thomas M., Peyroche S., Normand M., Vico L., Rousseau M., Effect of mother-of-pearl feeding on bone loss due to ovariectomy in the rat, BIOMIN XV, 15th International Symposium on Biomineralization, September 9-13, Munich, Germany, 2019. Oral
2. Nguyen K.D., Laroche N., Vanden Bossche A., Bertache Y., Linossier M.-T., Thomas M., Peyroche S., Normand M., Vico L., Rousseau M., Feeding powdered nacre prevents ovariectomy-induced bone loss in rats, 47th European Calcified Tissue Society Congress (Digital), October 22-24, Marseille, France, 2020. Poster en annexe
3. Laquerriere P., Jessel B., Laroche N., Malaval L., Vanden-Bossche A., Linossier M.-T., Thomas M., Normand M., Vico L., Rousseau M., The influence of nacre nutritional supplementation on bone preservation in aged mice, 46th European Calcified Tissue Society Congress, 11-14 may, Budapest, Hungary, 2019. Poster
4. Jessel B., Laroche N., Thomas M., Linossier M.-T., Normand M., Vanden-Bossche A., Vico L., Laquerriere P., Rousseau M., Une supplémentation nutritionnelle en poudre de nacre accroît la masse trabéculaire osseuse chez des souris âgées, 21èmes JFBTM, 5-7 juin, Boulogne-sur-mer, France, 2019. Oral

La nacre est une substance naturelle qui a la capacité de stimuler la formation osseuse via les ostéoblastes et de réduire la résorption osseuse médiée par les ostéoclastes. La nature et la structure des molécules actives de la nacre restent jusqu’à présent partiellement identifiées. Ce projet se décomposera en trois parties :
1. Nous poursuivrons l’identification et la synthèse des peptides actifs de la nacre.
2. Nous préciserons comment les molécules de la nacre agissent sur la stimulation ostéoblastique et l’inhibition ostéoclastique. D’abord, nous criblerons l’activité des molécules de nacre identifiées en 1, puis nous déterminerons les voies de signalisation activées au niveau des ostéoblastes et ostéoclastes.
3. Enfin, nous déterminerons la capacité de la nacre et de ses composés à limiter la perte osseuse chez la souris immobilisée ou ovariectomisée.
Les résultats attendus permettront de nouveaux développements dans les thérapies pour lutter contre l'ostéoporose.

Coordinateur du projet

Madame Marthe Rousseau (SAnté INgenierie BIOlogie Saint-Etienne)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

SAINBIOSE SAnté INgenierie BIOlogie Saint-Etienne

Aide de l'ANR 252 288 euros
Début et durée du projet scientifique : décembre 2018 - 48 Mois

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