L’arthrose est une pathologie invalidante, caractérisée par une dégradation progressive du cartilage. L’usure n’est pas la seule caractéristique de l’arthrose qui implique d’autres modifications dans l’ensemble des tissus de l’articulation. Nos précédents travaux ont mis en évidence une accélération du renouvellement osseux dans l’os sous-chondral (l’os situé au contact direct du cartilage) qui se traduit par une dégradation osseuse précoce par les ostéoclastes suivi d’une condensation de l’os. Nous avons démontré que l’inhibition de la résorption protège de l’arthrose chez la souris. Les lésions arthrosiques sont prévenues par l’inhibition des ostéoclastes chez la souris, dont les médiateurs à effet anti-catabolique sont encore inconnus. Le but du travail était d’étudier le rôle de la sphingosine 1 phosphate (S1P), un médiateur lipidique du remodelage osseux produit par les ostéoclastes, sur le métabolisme chondrocytaire durant l’arthrose. Nous avons observé une augmentation de l’expression de S1P dans l’articulation arthrosique, notamment dans l’os sous-chondral et la synoviale. L’expression de SPHK1, l’enzyme majeure de la maturation de S1P est également augmentée dans le cartilage et l’os sous-chondral arthrosique murin et humain. In vitro, nous avons confirmé que l’activité de SPHK1 est augmentée au cours de la différenciation ostéoclastique. Nous avons donc évalué l’effet du sécretome ostéoclastique comme source de S1P sur le métabolisme chondrocytaire. Le sécretome ostéoclastique induit l’expression des métallo-protéases des cultures d’explants et de chondrocytes. L’expression des récepteurs 1 à 3 au S1P ainsi que la voie de signalisation MAPK associée sont activées. Seul le blocage du récepteur 2 (JTE-013 et siRNA) a permis de réduire l’augmentation des métallo-protéases initialement induite par le sécretome ostéoclastique. Le sécretome des ostéoclastes primaires isolée la souris LyM Cre-Sphk1-/- réduit le phénotype catabolique dans le chondrocyte alors que la délétion de SPHK1 chondrocytaire (Cre-lox recombinase in vitro) reste sans effets sur le métabolisme chondrocytaire induit par le sécretome ostéoclastique. In vivo, chez les souris LysM Cre-Sphk-/1 et les souris Col2 Cre-Sphk1-/-, le score arthrosique n’est pas changé. Ce résultat suggère que la délétion de Sphk1 dans le lignage myéloïde ou chondrocytaire n’est pas suffisante pour réduire le phénotype arthrosique. En revanche, la dégradation du cartilage est prévenue avec l’inhibition locale du S1PR2 et le blocage local de S1P avec un anticorps spécifique (le sphingomab). Nos résultats démontrent fortement l’implication du métabolisme de S1P dans la physiopathologie de l’arthrose. L’inhibition directe du S1P ainsi que sa signalisation via le récepteur 2 protège des lésions arthrosiques. Ces données suggèrent que Le ciblage de S1P pourrait être une piste thérapeutique pour l’arthrose. / High osteoclastogenesis accompanies early stages of osteoarthritis (OA). Cartilage loss is reduced when osteoclasts are inhibited in mice with bone hyperresorption. Although evidence showed that osteoclast-produced molecules affects chondrocyte metabolism, the mechanism by which inhibition of osteoclasts protects from cartilage damage is unclear. Our purpose was to investigate the role of Sphingosine 1 Phosphate, a lipid mediator secreted by osteoclasts known as mediator of bone remodeling, in chondrocyte metabolism and OA. We first observed that S1P expression is higher in subchondral bone cells of OA mice. In the same manner the both SPHK1 expression and activity is increased during in vitro osteoclast differentiation. Thus, we analyzed the effect of osteoclast secretome as the main source of S1P in chondrocyte catabolism. Osteoclasts secretome induced matrix degradation and metalloprotease expression (Mmp3, Mmp13) in femoral head explants and primary murine chondrocytes. The expression of S1P receptors 1-3 was increased in chondrocytes cultured with osteoclast secretome, as well as the activation of their signaling pathway (MAPK). However, only the inhibition of the receptor S1PR2 by JTE-013 and RNA silencing abolished the effect on MMP-3 and -13 in primary chondrocytes, but not those of S1PR1-R3. S1PR2 inhibition was confirmed in femoral head explants as JTE-013 reduced loss of proteoglycan and extracellular matrix degradation initially induced by osteoclast secretome. Furthermore, in vitro assay demonstrated that osteoclast secretome induced metalloprotease expression (MMP3, MMP13) in chondrocyte via MAPK (P38, JNK) pathway. To further investigate the role of S1P produced by the osteoclasts, we assessed the contribution of myeloid SPHK1, the main enzyme that metabolizes S1P. In vitro, secretome of LyM Cre-Sphk1-/- primary osteoclasts induced lower expression of Mmp3 in chondrocyte while not affected by SPHK1 deletion in chondrocytes (Cre-lox recombination in vitro). However, LysM Cre-Sphk1-/- mice and Col2 Cre-Sphk1-/- showed no reduce in osteoarthritis phenotype, suggesting the contribution of others cells in joint. However, targeting directly S1P by local administration of sphingomab or S1PR2 by JTE-013 showed a significant reduce in OA score compared to control. Our work shows that osteoclast secretome induce chondrocyte catabolism through the activation of S1P/S1PR2 signaling in chondrocytes. However, only the local inhibition of S1PR2 or S1P prevent against OA in mice. These data identify S1P as a therapeutic local target in OA.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:theses.fr/2017USPCC327 |
| Date | 29 November 2017 |
| Creators | Cherifi, Chahrazad |
| Contributors | Sorbonne Paris Cité, Cohen-Solal, Martine |
| Source Sets | Dépôt national des thèses électroniques françaises |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text, Image |
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