L’arthrose est une maladie dégénérative des articulations et représente la deuxième cause d’invalidité en France. En raison des liens entre l’obésité et l’arthrose concernant à la fois les articulations portantes et non portantes, nous faisons l’hypothèse que des protéines produites par le tissu adipeux, les adipokines, constituent des facteurs clés impliqués dans cette arthropathie. En premier lieu, nous avons montré que l’expression de la leptine, de l’adiponectine et de leurs récepteurs évolue de façon inverse et dépend fortement de l’état de différenciation des chondrocytes. Dans une seconde étude, nous avons comparé la production des adipokines par le ligament adipeux de Hoffa à celle mesurée dans la graisse sous-cutanée et avons ainsi mis en évidence des différences entre les 2 tissus adipeux. Les travaux réalisés ensuite ont permis de préciser le rôle des adipokines dans l’arthrose. Ainsi, la production d’adiponectine par les chondrocytes augmente lorsque le cartilage se dégrade et apparaît directement reliée à celle de la MMP-13 et du TGF-[bêta]. En revanche, l’expression de son récepteur AdipoR1 est associée à l’expression d’éléments matriciels et d’un facteur de transcription spécifique du cartilage impliqué dans la synthèse de ces éléments. Le traitement des chondrocytes à l’adiponectine a permis de confirmer in vitro les données observées in vivo chez les patients atteints d’arthrose, à savoir que l’adiponectine induit l’expression du TGF-[bêta]et de la MMP-13. Les résultats obtenus avec la leptine indiquent par ailleurs que l’obésité influence fortement la réponse des chondrocytes à cette adipokine. Elle semble ainsi protéger le cartilage chez les patients non obèses en stimulant l’expression de l’IGF-1, du collagène de type 2 et du TIMP-2, mais contribue au processus dégénératif chez les patients obèses en augmentant l’expression de la MMP-13. Enfin l’induction d’une arthrose expérimentale chez le rat Zucker n’ayant pas de récepteur fonctionnel à la leptine a montré que cette adipokine est susceptible de préserver l’articulation des modifications du cartilage et surtout de l’os sous-chondral / Osteoarthritis (OA) is a degenerative joint disease and represents one of the most frequent and disabling disease. There is a positive association between obesity and OA, and not only for knee joints but also for non-weight-bearing joints suggesting that adipose-derived proteins, namely adipokines, may be some keys factors in OA pathophysiology. First, we found that leptin and adiponectin expression and their receptor evolves in an opposite way and depend on differenciation stage of chondrocyte. The production of adipokines were then compared according to adipose tissue and some differences were found between, the infrapatellat fat pad and subcutaneous adipose tissue. After this work, we aimed to further characterize the role of leptin and adiponectin in OA. Adiponectin production by chondrocytes increases when cartilage is damaged and seems to be directly related with MMP-13 and TGF-[bêta] expression. AdipoR1 expression is associated with the expression of matrix components and with Sox9, a transcription factor involved in their synthesis. Adiponectin treatment confirms data in OA patient, that is adiponectin can induce TGF-[bêta] and MMP-13. Then, we showed obesity influences the chondrocyte responsivness to leptin. This adipokine seems to protect cartilage collected from normal or overweight patient by stimulating IGF-1, type 2 collagen and TIMP-2 expression while leptin increases MMP-13 expression for obese patients. Finally, experimental OA in Zucker rat deficient in leptin receptor, showed the protective effect of leptin on cartilage and on subchondral bone

<p>  </p> <p>Osteoarthritis (OA) is prevalent in equine and can be career-ending for performance horses due to lameness limitations and decreased quality of life. OA is a progressive, multifactorial disease that compromises the synovial joints' normal function, resulting in subchondral bone and articular cartilage deterioration over time. OA is a complex disease that impacts the entire joint, wherein activation of the innate immune system has an essential role in the disease progression and the development of pain. The synovial membrane, or the synovium, is a crucial contributor to the inflammation of diseased joints, regardless of the intra-articular tissue type initially affected. Synoviocytes are a predominant cell type of the synovium and contribute to inflammation by releasing key mediators and degradative enzymes, such as interleukin (IL)-6, IL-1β, a disintegrin, and metalloproteinase (ADAM) domains, and matrix metalloproteinases (MMPs). The production of pro-inflammatory molecules sequentially influences the expression of degradative enzymes and cartilage destruction. Therefore, the pathophysiological processes within synovial joints afflicted by OA can be further understood by studying the characteristics of synoviocytes.</p> <p>We aimed to investigate the inflammatory component of OA in an <em>in vitro</em> model using a primary cell line of equine fibroblast-like synoviocytes (eqFLS) stimulated with tumor necrosis factor-alpha (TNF-α) to represent an initial inflammatory stimulus. Our studies have shown that stimulating eqFLS with TNF-α for 24 hours significantly increased the gene expression of pro-inflammatory biomarkers. Among several pro-inflammatory candidate genes assayed, only pro-inflammatory cytokine IL-6 gene expression could be detected reproducibly following stimulation with the TNF-α gene in eqFLS. We characterized the pro-inflammatory response of eqFLS and utilized this system to examine the impact of novel therapeutic compounds designed <em>in-silico</em> with the goal of reducing the inflammatory response of eqFLS. A piperazine-based compound (C3) and its derivative (02-09) were primarily designed to mimic the interactions of the growth factor pigment epithelium-derived factor (PEDF) with its receptor, the non-integrin laminin receptor 1 (LAMR1). Based on previous <em>in vitro</em> studies in the laboratory, C3 and 02-09 had been proposed to have a strong potential for inhibiting inflammation while reducing angiogenesis and chondrocyte hypertrophy. The efficacy of these two novel compounds on eqFLS was examined in the present work by assessing the gene expression levels of inflammatory biomarkers, including IL-6, IL-1β, IL-8, ADAMs, and MMPs relative to a control housekeeping gene, glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) in various study designs. An <em>in-vitro</em> screen with the IL-1β promoter driving a reporter green fluorescent protein (GFP) was also designed to detect and track the inflammatory response of eqFLS by imaging following stimulation with or without (+/-) TNF-α relative to controls. This screen will be utilized in future studies to potentially identify more effective compounds in the LAMR1-interacting series. The current findings suggest that the novel compounds, especially 02-09, might exhibit an anti-inflammatory effect on eqFLS; therefore, it is a potential therapeutic agent in modulating inflammation during OA development. </p> <p><br></p>

Introduction: Le principal objectif de cette étude est de mesurer l’effet du GDF-5 sur l’homéostasie du cartilage. Le GDF-5 est un gène de susceptibilité de l’OA faisant partie de la famille des BMPs et qui favorise la synthèse du cartilage. Le but de notre étude a été de déterminer l’effet du GDF-5 sur le métabolisme catabolique ainsi que sur l’équilibre global des chondrocytes, principalement au niveau de l’Aggrécan. Méthode : Des chondrocytes arthrosiques canins et humains OA ont été exposés au GDF-5. L’expression des ARNm et des protéines a été analysée afin d’évaluer la production de l’Aggrécan et le ratio Col-II/Col-I au niveau des facteurs anaboliques et du phénotype. Pour le catabolisme, l’expression et l’activité des aggrécanases ADAMTS-4 et ADAMTS-5 ont été mesurées. Les épitopes NITEGE et CTX-II ont aussi été quantifiés dans le liquide synovial canin après des injections intraarticulaires de GDF-5. Résultats : Le GDF-5 provoque une augmentation de l’activité cellulaire des chondrocytes canins et humains. Pour les ARNm et l’expression protéique, le GDF-5 augmente l’expression de l’Aggrécan alors que les facteurs cataboliques le diminuent. Le phénotype reste inchangé en présence du produit, sauf à haute dose où on augmente le ColI. L’activité des aggrécanases diminue puisque l’épitope NITEGE diminue alors que le CTX-II augmente dans l’articulation. Conclusion : En somme, les facteurs anaboliques du cartilage sont favorisés, alors que les facteurs cataboliques sont diminués par le GDF-5. Cette action double permet d’illustrer l’effet du GDF-5, le classant comme un potentiel médicament modifiant la maladie de l’OA qui mérite d’être étudiée. / Purpose: The objective of this study is to assess the effect of GDF-5 on cartilage homeostasis. GDF-5 is a susceptibility gene for OA and member of the BMP super family. Studies have shown that it can increase expression of anabolic factors in chondrocytes. Therefore, our study indentifies how GDF-5 influences this metabolism and the global homeostasis of chondrocytes, aiming mainly towards Aggrecan. Methods : Osteoarthritic (OA) chondrocytes from canine and human models were exposed to GDF-5. Protein expressions, along with mRNA expression were assessed in order to investigate Aggrecan production and the ratio of Col-II/Col-I, for the anabolic phenotype markers. The aggrecanases ADAMTS-4 and ADAMTS-5 and their global activity were assed for the catabolic factors. The NITEGE and CTX-II epitope were also measured in synovial fluid of Pond-Nuki dogs that received intraarticular GDF-5 injections. Results : GDF-5 increases chondrocyte cellular activity, in our canine and human models. Both mRNA and protein expression of the chondrocytes Aggrecan were increased and the aggrecanases expression and activity were decreased. Collagen ratio did not show a phenotype, except et high dosage where the Col-I production is induced. Aggrecanase activity was lowered while CTX-II was increased. Conclusion : In conclusion, the anabolic cellular activity of OA chondrocytes increases while the catabolic factors decrease in presence of GDF-5. This double action illustrates the global effect of GDF-5, identifying it as a potential disease modifying factor of OA that should be further investigated.

Introduction: Le principal objectif de cette étude est de mesurer l’effet du GDF-5 sur l’homéostasie du cartilage. Le GDF-5 est un gène de susceptibilité de l’OA faisant partie de la famille des BMPs et qui favorise la synthèse du cartilage. Le but de notre étude a été de déterminer l’effet du GDF-5 sur le métabolisme catabolique ainsi que sur l’équilibre global des chondrocytes, principalement au niveau de l’Aggrécan. Méthode : Des chondrocytes arthrosiques canins et humains OA ont été exposés au GDF-5. L’expression des ARNm et des protéines a été analysée afin d’évaluer la production de l’Aggrécan et le ratio Col-II/Col-I au niveau des facteurs anaboliques et du phénotype. Pour le catabolisme, l’expression et l’activité des aggrécanases ADAMTS-4 et ADAMTS-5 ont été mesurées. Les épitopes NITEGE et CTX-II ont aussi été quantifiés dans le liquide synovial canin après des injections intraarticulaires de GDF-5. Résultats : Le GDF-5 provoque une augmentation de l’activité cellulaire des chondrocytes canins et humains. Pour les ARNm et l’expression protéique, le GDF-5 augmente l’expression de l’Aggrécan alors que les facteurs cataboliques le diminuent. Le phénotype reste inchangé en présence du produit, sauf à haute dose où on augmente le ColI. L’activité des aggrécanases diminue puisque l’épitope NITEGE diminue alors que le CTX-II augmente dans l’articulation. Conclusion : En somme, les facteurs anaboliques du cartilage sont favorisés, alors que les facteurs cataboliques sont diminués par le GDF-5. Cette action double permet d’illustrer l’effet du GDF-5, le classant comme un potentiel médicament modifiant la maladie de l’OA qui mérite d’être étudiée. / Purpose: The objective of this study is to assess the effect of GDF-5 on cartilage homeostasis. GDF-5 is a susceptibility gene for OA and member of the BMP super family. Studies have shown that it can increase expression of anabolic factors in chondrocytes. Therefore, our study indentifies how GDF-5 influences this metabolism and the global homeostasis of chondrocytes, aiming mainly towards Aggrecan. Methods : Osteoarthritic (OA) chondrocytes from canine and human models were exposed to GDF-5. Protein expressions, along with mRNA expression were assessed in order to investigate Aggrecan production and the ratio of Col-II/Col-I, for the anabolic phenotype markers. The aggrecanases ADAMTS-4 and ADAMTS-5 and their global activity were assed for the catabolic factors. The NITEGE and CTX-II epitope were also measured in synovial fluid of Pond-Nuki dogs that received intraarticular GDF-5 injections. Results : GDF-5 increases chondrocyte cellular activity, in our canine and human models. Both mRNA and protein expression of the chondrocytes Aggrecan were increased and the aggrecanases expression and activity were decreased. Collagen ratio did not show a phenotype, except et high dosage where the Col-I production is induced. Aggrecanase activity was lowered while CTX-II was increased. Conclusion : In conclusion, the anabolic cellular activity of OA chondrocytes increases while the catabolic factors decrease in presence of GDF-5. This double action illustrates the global effect of GDF-5, identifying it as a potential disease modifying factor of OA that should be further investigated.