L’os est un tissu dynamique, en remodelage constant grâce à un processus finement régulé impliquant des facteurs locaux et systémiques. Un déséquilibre entre la formation et la résorption osseuses, assurées respectivement par les ostéoblastes et les ostéoclastes, conduit à une altération de la microarchitecture de l’os, une augmentation du risque de fracture, et à l’apparition de pathologies telles que l’ostéonécrose et l’ostéoporose. Ces deux maladies ont pour caractéristiques communes une diminution du nombre de cellules stromales mésenchymateuses (MSC), les progéniteurs des ostéoblastes, et des anomalies fonctionnelles des MSC et des cellules ostéoblastiques (Ob). De surcroit, elles présentent toutes deux une accumulation d’adipocytes au sein de la moelle osseuse. De récentes publications suggèrent que cette accumulation d’adipocytes médullaires pourrait avoir des conséquences délétères sur la physiologie des cellules ostéoformatrices et de leurs progéniteurs, partageant ce même microenvironnement osseux. Une relation inverse entre l’excès d’adiposité médullaire et la masse osseuse est en effet aujourd’hui clairement établie. Par son importante activité sécrétrice de cytokines et d’adipokines ainsi que sa capacité à stocker et libérer des acides gras libres (AGL), l’adipocyte médullaire est capable de modifier la composition du microenvironnement osseux, et ainsi d’influencer le métabolisme et la fonction des cellules avoisinantes, et notamment des cellules osseuses. Afin d’étudier l’influence des AGL sur la survie et la fonction des cellules ostéogéniques, nous avons utilisé un AGL saturé, le palmitate (Palm ;C16 :0) et un AGL monoinsaturé, l’oléate (Ole ;C18 :1), tous deux étant particulièrement abondants dans l’organisme et l’alimentation de l’homme et couramment utilisés dans les études de lipotoxicité. Dans un premier temps, nous avons travaillé sur des MSC isolées de la moelle osseuse de sujets sains (HV-MSC), qui ont éventuellement été différenciées en Ob. Nous avons démontré que l’exposition de ces cellules à des concentrations physiologiques de Palm entraîne une cytotoxicité dose-et temps-dépendante, via l’initiation d’un stress du réticulum endoplasmique (RE) et l’activation des voies ERK et NFκB. En outre, l’AGL saturé induit un état pro-inflammatoire en augmentant l’expression du toll-like receptor 4 et la production des interleukines (IL) 6 et 8. Nous avons montré que les Ob présentent une sensibilité accrue au Palm, associée à une exacerbation du stress du RE et de la réponse pro-inflammatoire. L’Ole n’a pas d’effet délétère sur les MSC et les Ob, et de surcroit, il bloque les différentes voies activées par le Palm, neutralisant ainsi totalement la lipotoxicité induite par l’AGL saturé. Nous avons démontré par ailleurs que l’AGL monoinsaturé favorise l’estérification et le stockage du Palm dans des gouttelettes lipidiques, contrant ainsi ses effets délétères. Nous avons ensuite étudié les effets de ces deux AGL, sur des MSC isolées de patients atteints d’ostéonécrose de la tête fémorale (ON-MSC), comparativement aux HV-MSC. Lors de la procédure d’isolation des MSC, nous avons conservé le surnageant obtenu après la première centrifugation (bone marrow supernatant fluid, BMSF) pour une analyse de sa composition lipidique, celle du sérum étant réalisée en parallèle. Nous avons démontré que l’exposition au Palm favorise la différenciation des MSC vers la lignée adipogénique, au détriment du phénotype ostéoblastique. De plus, nous avons observé que les ON-MSC possèdent une capacité de différenciation adipogénique supérieure à celles des HV-MSC.D’autre part, nos résultats ont montré que les ON-MSC sont plus sensibles à la lipotoxicité que les HV-MSC, cette hypersensibilité étant associée à un dérèglement de plusieurs mécanismes cellulaires impliqués dans la survie ou les processus de protection cellulaire :le niveau d’activation basal de la voie ERK est supérieur à celui des HV-MSC et la régulation de l’expression génique des enzymes stearoyl-CoA desaturase 1 (SCD1) et carnitine palmitoyl transferase 1 (CPT1), favorisant respectivement la désaturation des AGL saturés et leur β-oxydation mitochondriale, est altérée dans les ON-MSC. Par ailleurs, dans ces cellules, la production des cytokines IL-6 et IL-8 est triplée par rapport à celle des HV-MSC.La caractérisation du profil lipidique du sérum n’a pas mis en évidence de différence significative entre les sujets sains et ostéonécrotiques. Cependant, de profondes modifications du contenu en AGL du BMSF ont été observées, montrant un enrichissement important en acide palmitique, palmitoléique, oléique, vaccénique et linoléique chez les sujets ostéonécrotiques. Ces modifications reflètent un changement du microenvironnement osseux chez ces patients qui pourrait être lié à l’activité sécrétrice des adipocytes médullaires et altérer le fonctionnement des cellules voisines.L’ensemble de nos travaux suggère qu’au sein du microenvironnement osseux, l’accumulation d’adipocytes médullaires pourrait avoir un effet délétère sur les cellules responsables de la formation osseuse, notamment via la libération d’AGL. Ces AGL étant cytotoxiques pour les cellules ostéoformatrices mais bénéfiques pour les cellules responsables de la résorption osseuse, ils pourraient favoriser un déséquilibre du remodelage osseux. En lien avec ces observations, nos résultats obtenus avec les ON-MSC suggèrent également que la lipotoxicité pourrait participer aux mécanismes pathogéniques qui initient et/ou entretiennent l’ostéonécrose. / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques (Médecine) / info:eu-repo/semantics/nonPublished
| Identifer | oai:union.ndltd.org:ulb.ac.be/oai:dipot.ulb.ac.be:2013/261331 |
| Date | 28 November 2017 |
| Creators | Gillet, Céline |
| Contributors | Rasschaert, Joanne, Gangji, Valérie, Lebrun, Philippe, Body, Jean-Jacques, Communi, Didier, Moreno Reyes, Mario Rodrigo, Jonas, Jean-Christophe JJC, Serteyn, Didier, Hardouin, Pierre |
| Publisher | Universite Libre de Bruxelles, Université libre de Bruxelles, Faculté de Médecine – Sciences biomédicales, Bruxelles |
| Source Sets | Université libre de Bruxelles |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, info:ulb-repo/semantics/doctoralThesis, info:ulb-repo/semantics/openurl/vlink-dissertation |
| Format | No full-text files |
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