Rôle des ostéocytes dans la réparation osseuse – ORION

La régénération du tissu osseux est un processus adaptatif qui permet à l’os de se réparer parfaitement en un tissu nouveau et sans cicatrice. Cependant, quand ce mécanisme est altéré à la suite d’une pathologie, dans le cas d’un défaut critique ou d’une maladie sous-jacente, des solutions apportées par la recherche sont nécessaires. Le comblement du défaut et l’amélioration ou l’accélération du processus de régénération osseuse sont des méthodes prometteuses, grâce à des nouveaux biomatériaux qui seront très utiles en clinique dans le futur. Cependant, pour pouvoir créer ces nouveaux biomatériaux efficacement, il est primordial de connaître dans un premier temps la communication cellulaire entre les différentes cellules intervenant dans la régénération osseuse. La communication biochimique entre les cellules osteoprogénitrices, les cellules endothéliales et les cellules du système immunitaire pendant la régénération osseuse est déjà étudiée activement.
Dans ce projet, notre hypothèse est que les ostéocytes, résidants dans la matrice osseuse minéralisée, contribuent à la régénération de façon significative. Les ostéocytes représentent la grande majorité des cellules osseuses (90-95%) et forment un réseau connecté, et permettant la mécanosensation, avec leurs prolongements cytoplasmiques appelés des dendrites. Historiquement, l’analyse fonctionnelle du rôle des ostéocytes était un challenge car ces cellules sont prisonnières de la matrice minéralisée, et ce n’est que très récemment que ces cellules ont été décrites comme des cellules endocrines qui ont une importance physiologique. Elles ont un potentiel d’expression de messagers chimiques, et grâce à ceux-ci les ostéocytes orchestrent le remodelage osseux, en contrôlant la formation osseuse par les ostéoblastes et la résorption de la matrice par les ostéoclastes. D’autre part, la mort des ostéocytes et la destruction du réseau dendritique est observé dans plusieurs pathologies osseuses comme par exemple dans l’ostéoporose, une pathologie dans laquelle le risque de fracture est augmenté en raison d’une plus faible densité osseuse et d’un remodelage osseux modifié. Comme le réseau dendritique des ostéocytes est altéré en cas de fracture osseuse, et que le processus de régénération osseuse implique en partie la régulation de la matrice par un processus de remodelage, un rôle des ostéocytes dans la régénération semble très probable. Cependant, leur rôle exact dans la régénération osseuse n’est pas bien connu.
Le but de notre projet est d’étudier le rôle des ostéocytes dans la régénération osseuse, en utilisant un modèle murin de défaut de calvaria. Nos trois objectifs sont: i) de caractériser le rôle d’un réseau ostéocytaire viable dans la réparation osseuse de défauts de calvaria chez des souris mâles et femelles Wild Type, puis ii) de déterminer le rôle de la communication entre ostéocytes et vaisseaux durant la régénération d’un défaut de calvaria en utilisant un modèle de souris transgéniques qui ont les vaisseaux nouvellement formés qui fluorescent en vert, et dans un dernier temps iii) de disséquer les effets d’un réseau ostéocytaire altéré sur le processus de régénération d’un défaut de calvaria, en utilisant des souris âgées ainsi qu’un modèle de souris transgéniques dont la mécanostransduction est déficiente (Piezo1 fl/fl). Nous pensons que notre expertise commune de la biologie de l’ostéocyte, de la réparation des défauts osseux et de l’imagerie porteront ce projet vers de nouvelles découvertes dans le domaine de la biologie de l’ostéocyte et de la biologie osseuse en général.