Le principal objectif de notre projet de recherche était l’étude approfondie des mécanismes fondamentaux qui sous-tendent l’adaptation de l’os à la contrainte mécanique liée à la gravité, en évaluant les effets de deux modèles d’hypergravité sur le squelette de jeune souris saines. Des expériences de même durée, portant sur des animaux de même souche et de même âge, nous ont permis d’établir des comparaisons entre les différents types d’adaptation du squelette à une hypergravité continue, générée par centrifugation, et une hypergravité intermittente, obtenue par vibrations du corps entier (WBV). Nous avons observé que la centrifugation réduit la résorption et augmente la formation dans l’os trabéculaire alors que les WBV ne découplent pas les activités de résorption et formation qui sont, l’une et l’autre, stimulées. La centrifugation induit une réorganisation de la microarchitecture trabéculaire au niveau du fémur et des vertèbres mais n’a pas d’effet sur les paramètres de masse osseuse corticale. En revanche, les WBV stimulent l’expansion de l’os cortical et augmente sa densité minérale osseuse. Les deux modèles d’hypergravité induisent une diminution de l’expression de la sclérostine (inhibitrice de la formation) et une augmentation de celle de DMP1 (responsable de la minéralisation) dans le cortex fémoral. De plus, les deux modèles augmentent le nombre de vaisseaux sanguins dans la diaphyse fémorale. Sur le plan technique, nous avons développé avec succès une méthode d’IHC quantitative qui nous a permis de détecter et de valider statistiquement de faibles variations, induites par nos expérimentations, dans l’expression de protéines ostéocytaires. Nous pensons que les résultats obtenus en IHC devraient faire l’objet d’une analyse quantitative systématique et fournissons, à cet effet, un outil adapté aux échantillons murins ou humains inclus en paraffine ou MMA / The main focus of the research project was to further study fundamental mechanisms underlying bone adaptation to gravity-induced mechanical loading and to assess effects of two different hypergravity models on skeleton of young healthy mice. Same duration of the experiments and the use of animals of the same type and age allowed us to make comparisons between different skeleton adaptations to continuous hypergravity generated by centrifugation and to intermittent one generated by WBV. We observed that centrifugation reduced resorption and increased formation in trabecular bone, whereas WBV did not uncoupled resorption and formation activities and stimulated both of them simultaneously. Centrifugation resulted in reorganized trabecular microarchitecture in femur and vertebra but had no effect on cortical bone mass-structural parameters. In contrast, WBV stimulated cortical bone geometrical expansion in 3-week experiment and increased cortical mineral density in 9 weeks. Both hypergravity models resulted in lower Sclerostin and higher DMP1 expressions in femoral cortex. Also, both models resulted in higher number of blood vessels in femoral metaphysis, however only centrifugation increased vessels volume. In relation to technical objects of the research project, we successfully developed a method of quantitative IHC, which allowed us to detect and verify statistically even modest alterations of osteocyte protein expressions in our experiments. We believe that IHC results should always be quantitatively analyzed and we provide a tool for both mice and human bone samples embedded in paraffin or MMA

Le groupe des KDIGO a défini un nouveau syndrome regroupant les troubles minéraux et osseux et les calcifications vasculaires au cours de la maladie rénale chronique {TMO-MRC). Les TMO-MRC sont associés à une augmentation du risque de fracture, de calcification vasculaire et à une surmortalité. La quête d'un biomarqueur fiable de la maladie osseuse et des calcifications vasculaires reste le défi du néphrologue. Au cours des dernières années, de nombreuses protéines de l'os ont été associées aux calcifications vasculaires chez les patients urémiques, tels que les phosphatases alcalines osseuses et, plus récemment, la sclérostine. Cette petite protéine est secrétée par l'ostéocyte et inhibe l'ostéoformation en bloquant la voie de signalisation Wnt dans l'ostéoblaste. Il a récemment été suggéré que la sclérostine aurait une activité catabolique sur l'os et serait impliquée dans la déminéralisation du squelette. L'objectif de ce travail était d'étudier la sclérostine au cours de la MRC. Nous avons tout d'abord montré que les concentrations sériques de sclérostine augmentaient avec la baisse du débit de filtration glomérulaire mesurée par la clairance de l'inuline et ce dès le stade 3 de la MRC, indépendamment de l'âge. De plus, cette étude nous a permis de montrer pour la première fois que la phosphorémie était indépendamment et positivement associée à la sclérostine sérique. Ensuite, nous avons retrouvé une association positive et forte entre la concentration sérique de sclérostine et les calcifications vasculaires chez des patients en hémodialyse chronique. Enfin, nous avons montré que les calcifications artérielles étaient significativement associées à une qualité osseuse corticale altérée étudiée en scanner quantitatif de haute résolution. Ces résultats suggèrent que la sclérostine pourrait constituer un messager important dans la relation entre l'os et la paroi vasculaire calcifiée des patients atteints d'une insuffisance rénale chronique terminale / The KDlGO group identified a new syndrome involving mineral and bone disorders and vascular calcification in chronic kidney disease (CKD-MBD}. CKD-MBD are associated with an increased risk of fracture, vascular calcification and increased mortality. The search for a reliable biomarker of bone disease and vascular calcification remains the challenge of the nephrologist. ln recent years, many bone proteins have been associated with vascular calcification in uremic patients, such as bone alkaline phosphatase and more recently sclerostin. This small protein is secreted by the osteocyte and is an inhibitor of bone formation by blocking the Wnt signaling in osteoblasts. lt has recently been suggested that sclerostin has a catabolic activity on bone and is involved in the demineralization of the skeleton. The aim of this research was to study the sclerostin during the course of CKD. We first showed that serum levels of sclerostin increased with the decrease of glomerular filtration rate measured by inulin clearance already from stage 3 chronic kidney disease, regardless of age. Furthermore, in this study, we showed for the first time that serum phosphorus was independently and positively associated with serum sclerostin. Subsequently we found a positive and strong association between serum sclerostin and vascular calcification in maintenance hemodialysis patients. Finally, we have shown that arterial calcification were significantly associated with an altered cortical bone quality studied by high resolution peripheral quantitative computed tomography. These results suggest that sclerostin could be an important messenger in the cross-talk between the bone and the calcified vascular wall in end stage renal disease