L'ostéoporose est une maladie diffuse du squelette se caractérisant par une une diminution de la densité osseuse et des altérations de la micro-architecture des os. Ces dernières fragilisent l’os et augmentent le risque de fracture. Cette affliction se développe surtout chez les personnes âgées. Aujourd’hui, une nouvelle étude pourrait à terme permettre de développer des stratégies thérapeutiques pour améliorer la guérison osseuse chez ces patients. Selon les résultats parus le 5 décembre dans la revue Cell Stem Cell, des chercheurs ont découvert un nouveau mécanisme contribuant au maintien et à la réparation des os chez l’adulte.
“La réparation osseuse chez l'adulte repose sur l'activation des cellules souches osseuses, qui restent encore mal caractérisées (...) Des cellules souches osseuses ont été trouvées à la fois dans la moelle osseuse à l'intérieur de l'os et aussi dans le périoste — la couche externe du tissu — qui enveloppe l'os. Des études antérieures ont montré que ces deux populations de cellules souches, bien qu'elles partagent de nombreuses caractéristiques, ont également des fonctions uniques et des mécanismes de régulation spécifiques”, explique en préambule le docteur Dongsu Park, professeur adjoint de génétique moléculaire et humaine et de pathologie et immunologie au Balylor College of Medicine (Texas, Etats-Unis) où l’étude a été conduite.
Parmi ces deux populations, les cellules souches périostales sont les moins bien connues. Si les scientifiques savent qu’elles constituent une population hétérogène de cellules capables de contribuer à l’épaisseur, à la formation et à la réparation des fractures, personne n’était encore parvenu pas à distinguer les différents sous-types de cellules souches osseuses pour étudier les régulations de leurs différentes fonctions.
Chimiokine CCL5
Ici toutefois, en travaillant sur des souris, Dongsu Park et ses collègues ont réussi à mettre au point une technique pour identifier différentes sous-populations de cellules souches périostales, définir leur contribution à la réparation des fractures osseuses et identifier les facteurs spécifiques qui régulent leur migration et leur prolifération dans des conditions physiologiques.
Chez les souris, ils ont découvert des marqueurs spécifiques pour cette catégorie de cellules. Ils ont identifié un sous-ensemble distinct de cellules souches contribuant à la régénération osseuse des adultes tout au long de leur vie. Ils ont également pu observer que les cellules souches périostales répondaient aux molécules inflammatoires, les chimiokines, habituellement produites lors de lésions osseuses.
Dans le détail, les souches périostales ont des récepteurs qui se lient à la chimiokine CCL5. Cette dernière envoie un signal aux cellules pour qu’elles migrent vers l’os blessé et le réparent. En supprimant le gène CCL5 chez des souris, les chercheurs ont remarqué des défauts dans la réparation osseuse, ce qui a retardé la guérison. En revanche, quand ils ont administré du CCL5 aux souris qui n’en avaient plus, les os récupéraient plus vite.
De nouvelles stratégies thérapeutiques pour traiter les lésions osseuses chez l'adulte
“Nos découvertes contribuent à une meilleure compréhension de la façon dont les os adultes guérissent. Nous pensons qu'il s'agit de l'une des premières études à montrer que les cellules souches osseuses sont hétérogènes et que les différents sous-types ont des propriétés uniques régulées par des mécanismes spécifiques, explique Dongsu Park. Nous avons identifié des marqueurs qui nous permettent de distinguer les sous-types de cellules souches osseuses et avons étudié ce que chaque sous-type contribue à la santé osseuse. Comprendre comment les fonctions des cellules souches osseuses sont régulées offre la possibilité de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques pour traiter les lésions osseuses chez l'adulte.”
A terme, ces découvertes pourraient donc avoir de potentielles applications thérapeutiques, notamment chez les personnes atteintes d’ostéoporose ou bien de diabète.
En effet, en raison de possibles complications neurologiques, visuelles ou rénales, les personnes diabétiques peuvent avoir tendance à chuter et à souffrir de fractures. Par ailleurs, la fragilité osseuse des diabétiques est probablement due à une modification du remodelage osseux et notamment à une augmentation de la résorption osseuse.