Chap itre III.

1. Chapitre III. Éclairages et perspectives : le futur ?

2. Éclairages et perspectives : le futur ? 65 Augmentation de la porosité corticale chez les hommes ostéoporotiques avec fracture vertébrale • Analyse transversale en histomorphométrie de 93 biopsies transiliaques d’hommes ayant une ostéoporose idiopathique, âgés de 40 à 70 ans, répartis en 2 groupes : avec fracture vertébrale (n = 46) et sans fracture vertébrale (n = 47) Paramètres de l’os cortical mesurés • Cette étude montre une augmentation de la porosité corticale chez les hommes ostéoporotiques avec fracture vertébrale ASBMR 2008 - D’après Ostertag A. et al., Paris, France, abstract 1132, actualisé

3. Éclairages et perspectives : le futur ? 66 Apport de l’analyse en éléments finis dans l’évaluation biomécanique du risque de fracture de hanche (1) • Étude de la relation entre des paramètres biomécaniques mesurés à partir d’une modélisation en éléments finis (MEF) de l’extrémité supérieure du fémur (ESF) et le risque de fracture • Étude cas-témoins conduite à partir de la cohorte MrOS (suivi : 5,6 ans en moyenne) • 40 patients avec une fracture de l’ESF • 210 sujets témoins randomisés sélectionnés dans la cohorte MrOS (3 549 hommes âgés de plus de 65 ans) • Méthode • analyse par MEF non linéaire réalisée à partir d’un scanner quantitatif de l’ESF • Paramètres mesurés • résistance fémorale (N) et rapport charge/résistance (Ф) • simulation d’une chute sur le côté • mesure de la DMO par DXA ASBMR 2008 - D’après Keaveny T.M. et al., Berkeley, États-Unis, abstract F321, actualisé

4. Éclairages et perspectives : le futur ? 67 Apport de l’analyse en éléments finis dans l’évaluation biomécanique du risque de fracture de hanche (2) Risque relatif (hazard-ratio [HR]) de fracture de l’ESF chez l’homme (analyse de Cox) Courbes ROC 1,0 0,8 DMO surfacique de la hanche totale 0,6 Sensibilité Résistance du fémur 0,4 Load-to-strengthratio (Ф*) * = 1,0 0,2 T-score = -2,5, aBMD = 0,68 g/cm² 0,0 *Ajusté sur l’âge, la DMO, l’IMC et le site 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Spécificité • Le paramètre biomécanique (rapport charge/résistance) est prédictif du risque de fracture de l’ESF après ajustement sur l’âge et la DMO ASBMR 2008 - D’après Keaveny T.M. et al., Berkeley, États-Unis, abstract F321, actualisé

5. Éclairages et perspectives : le futur ? 68 Effet de l’âge et du sexe sur la résistance osseuse évaluée par la modélisation en éléments finis (MEF) • Méthode : analyse par MEF non linéaire de l’extrémité supérieure du fémur à partir du scanner dans une cohorte de 679 hommes et femmes âgés de 20 à 90 ans issus de la population générale de Rochester • Étude de l’influence de l’âge et du sexe sur les paramètres biomécaniques : résistance fémorale et rapport  (charge/résistance fémorale) Influence de l’âge et du sexe sur le rapport  Influence de l’âge et du sexe sur la résistance osseuse 6 000 100 5 000 Femmes 80 Hommes 4 000 60 3 000 Résistance (N) % Ф≥ 1,0 40 2 000 Femmes 20 1 000 Hommes 0 0 30 40 50 60 70 80 90 Âge 30 40 50 60 70 80 90 Âge • Cette approche biomécanique in vivo par MEF illustre les différences de résistance osseuse suivant l’âge et le sexe ASBMR 2008 - D’après Keaveny T.M. et al., Berkeley, États-Unis, abstract 1165, actualisé

6. Éclairages et perspectives : le futur ? 69 Apport de l’analyse en éléments finis (MEF) de la hanche dans l’identification des sujets avec fracture • Méthode : analyse par MEF non linéaire par scanner chez • 314 femmes âgées en moyenne de 62 ans (152 fractures dont 89 ostéoporotiques) [résultats présentés] • 266 hommes âgés de 61 ans (131 fractures) • Paramètres mesurés : résistance fémorale (N) et rapport  (charge/résistance fémorale) par MEF et DMO surfacique au col du fémur par DXA Risque de fracture chez les femmes (OR, IC95) • Le paramètre biomécanique  est associé à une augmentation du risque de tout type de fracture mais sa valeur prédictive est identique à celle de la densité minérale osseuse ASBMR 2008 - D’après Amin S. et al., Berkeley, États-Unis, abstract 1167, actualisé

7. Éclairages et perspectives : le futur ? 70 De l’influence de la longueur du cordon ombilical sur la vitesse du son au tibia Vitesse du son et longueur du cordon ombilical (moyenne + ET) 3 600 3 500 3 400 3 300 Vitesse du son (m/sec) 3 200 * 3 100 3 000 2 900 2 800 2 700 Cordon ombilical« court »(46 + 2 cm) Témoin(57 + 4 cm) * Mann Whitney, p < 0,05 ASBMR 2008 - D’après Chan G.M. et al., Salt Lake City, États-Unis, abstract SU495, actualisé

8. Éclairages et perspectives : le futur ? 71 La délétion conditionnelle de la fibronectine conduit à un phénotype apparenté à la scoliose Vue latérale Témoins FNKO Témoins FNKO ASBMR 2008 - D’après Chen Q. et al., Kansas City, États-Unis, abstract 1046, actualisé

9. Jeunes rates en croissance traitées par PTH 1-34 (30 µg/kg/j s.c.) versus calcitonine de saumon (CT) [0,5 µg/kg/j] versus PTH + CT versus placeboAnalyse densitométrique (pQCT) et histomorphométrique Figure 1 : la CT diminue l’effet anabolique de la PTH rôle des ostéoclastes dans l’effet anabolique de la PTH Figure 2 :  nombre d’ostéocytes exprimant la sclérostine dans l’os cortical analyse en PCR quantitative de l’expression de différents gènes sur des lysats de métaphyses fémorales et de tibias, confirmation en immunohistochimie mRNA sclérostine x 2,5 à 1,5, 4 et 6 heures (p < 0,001) Éclairages et perspectives : le futur ? Placebo CT 60 PTH PTH + CT 50 40 30 20 10 0 72 La calcitonine n’est pas morte !Elle inhibe l’effet anabolique de la PTH, elle stimule l’expression de la sclérostine n = 7/groupe 250 *** 200 150 DMO fémorale (mg/cm3) * 100 50 0 Placebo PTH CT PTH + CT *** p < 0,01 versus placebo, * p < 0,05 versus PTH, Moyenne + sem. * * * * * * Ostéocytes exprimant SOST (% total d’ostéocytes) Tibia total Métaphyse Diaphyse * p < 0,01 ASBMR 2008 - D’après Gooi J.H. et al., Fitzroy, Australie, abstract F195, actualisé

10. Éclairages et perspectives : le futur ? 73 Ocytocine : l’amour c’est bon pour tout ! L’ocytocine (OT), hormone hypothalamo-hypophysaire, est impliquée dans la régulation de la lactation et de nombreux comportements sociaux. Son récepteur est présent sur les ostéoblastes et ostéoclastes. Oxtr+/+ OT injection 0,08 0,08 5 semaines 0 semaine * 0,07 0,07 0,06 0,06 * 0,05 0,05 Oxtr+/- Oxtr -/- aBMD (g/cm²) 0,04 0,04 0,03 0,03 0,02 0,02 0,01 0,01 0 0 L4-6 Tibia L4-6 Tibia * p < 0,05 Placebo OT • Figure 1: souris KO pour OT ou son récepteur • (Oxtr). • marquée de la formation osseuse (pQCT et histomorphométrie en µCT). Figure 2 : 25 µg/j intrapéritonéal chez des souris normales ;  significative de la DMO trabéculaire (L4-6) et corticale (tibia). ASBMR 2008 - D’après Tamma R. et al., Bari, Italie, abstract SA199, actualisé

11. Éclairages et perspectives : le futur ? 74 Le remodelage des lacunes ostéocytaires : une source de calcium pour le lait maternel ? Témoin Lactation Après lactation Lacunes ostéocytaires en microscopie électronique, os trabéculaire de tibia • Les variations de taille des lacunes ostéocytaires seraient un moyen de mise à disposition du calcium pour la synthèse de lait durant la lactation ASBMR 2008 - D’après Qing H. et al., Kansas City, États-Unis, abstract M110, actualisé

12. Éclairages et perspectives : le futur ? 75 Ostéocalcine décarboxylée (uOC), un chaînon endocrine entre squelette et métabolisme glucidique : évidences cliniques chez des patients obèses et après chirurgie par court-circuit gastrique (CCG) [1] A B 9 9 * 8 8 7 7 6 6 **# **# 5 5 Ostéocalcine sérique décarboxylée (ng/ml) **# Adiponectine sérique (µg/ml) 4 4 3 3 **# 2 2 1 1 0 0 Diabétiques Obèses Post-CCG Témoinsnormaux Diabétiques Obèses Post-CCG Témoinsnormaux * p < 0,05 versus témoins normaux ; ** p < 0,001 versus post-CCG ; # p < 0,05 versus témoins normaux • La normalisation de l’uOC pourrait être un mécanisme explicatif de la guérison du diabète après chirurgie par court-circuit gastrique (CCG) ASBMR 2008 - D’après Spagnoli A. et al., Chapel Hill, États-Unis, abstract F444, actualisé

13. Éclairages et perspectives : le futur ? 12 20 10 16 8 12 HOMA-IR 6 8 4 4 2 0 0 0 2 4 6 8 10 12 0 2 4 6 8 10 12 Obèses Post-CCG Non-obèses 76 Ostéocalcine décarboxylée (uOC), un chaînon endocrine entre squelette et métabolisme glucidique : évidences cliniques chez des patients obèses et après chirurgie par court-circuit gastrique (CCG) [2] 140 r = -0,29p = 0,01 r = -0,33p = 0,006 r = 0,36p = 0,01 120 100 80 Léptine sérique (mg/ml) 60 Adiponectine sérique (µg/ml) 40 20 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Ostéocalcine sérique décarboxylée (ng/ml) Ostéocalcine sérique décarboxylée (ng/ml) Ostéocalcine sérique décarboxylée (ng/ml) ASBMR 2008 - D’après Spagnoli A. et al., Chapel Hill, États-Unis, abstract F444, actualisé

14. Éclairages et perspectives : le futur ? N-BP Activation descellules T CD4 et CD8 Liaison indirecteaux T γδ Rôle des cellules dendritiques augmentation diminution Stimulation directe etactivation des T γδ FIN-y serum levels Concentration VEGF Contact cellulaire Inhibition de la FPP synthétase IPP CDi IPP Inhibition prolifération cellules endothéliales IPP Cellule T Antiangiogenèse Libération de cytokines CD INF-y Costimulation TNF-α INF-y IL-6 Modulation deCD25,CD69,CD86 TNF-α IL-12 77 Effets des amino-bisphosphonates sur les cellules dendritiques, les cellules T γδ, les cytokines pro-inflammatoires, le TNF-α et les EGF N-BP : amino-bisphosphonateEGF : endothelial growth factorγδ T cell : cellule T gamma deltaFPP : famesyl diphosphateVEGF : vascular endothelial growth factoriDC : cellule dendritique immaculée ASBMR 2008 - D’après Colòn-Emeric C. et al., Durham, États-Unis, abstract 1030, actualisé

15. Éclairages et perspectives : le futur ? DMO volumique 800 bc b a b b 600 400 DMOv (mg/cc) 200 0 Sham OVX Sham Placebo ALN Sci-Ablll Combi Prétraitement OVX 78 Combinaison d’un anticorps antisclérostine et de l’alendronate chez des rates ovariectomisées a p < 0,05 versus OVX ; b p < 0,05 versus placebo ; c p < 0,05 versus Sham ASBMR 2008 - D’après Li X. et al., Thousand Oaks, États-Unis, abstract 1213, actualisé

16. Éclairages et perspectives : le futur ? TNFtg TNFtg/RSpo-1 78 Une autre voie d’inhibition de DKK1 : la R-Spondine1 réduit la perte osseuse dans un modèle d’inflammation et d’ostéoporose • R-Spondine 1 : stimule la voie Wnt, antagoniste de DKK1, impliquée dans la physiopathologie des cancers, des MICI, des lésions osseuses, des modèles de polyarthrite : souris transgéniques TNF- (TNFtg)  invalidation du gène de la R-Spondine (TNFtg/RSpo-1) Figure 2 Figure 1 Témoin RSpo-1 1 0,25 0,8 0,2 0,6 0,15 mm² mm² 0,4 0,1 0,2 0,05 0 0 Inflammation Érosion • Pas d’effet sur l’inflammation articulaire (figure 1) • Réduction drastique des érosions articulaires (figures 1 et 2) • Bloque les altérations des protéoglycanes et du cartilage ASBMR 2008 - D’après Zhao J. et al., San Carlos, États-Unis, abstract 1215, actualisé

17. Éclairages et perspectives : le futur ? 80 Effets de la PTH intermittente sur la vascularisation osseuse • Étude de la vascularisation par microscanner et synchrotron • Rats mâles ; PTH 100 µg/kg/j versus sérum  ; 5 j/sem. x 4 sem. Vaisseaux/os Os trabéculaire • 50 % adipocytes médullaires • 46 % nombre total de vaisseaux • 33 % du nombre de vaisseaux proches des plages ostéoïdes (proches des sites de formation osseuse) A Témoins PTH Os cortical À proximité de l’os À distance de l’os B PTH Témoins C Vaisseaux/ostéoïdes • La PTH n’augmente pas le réseau vasculaire osseux mais modifie sa répartition en faveur des sites de formation osseuse ASBMR 2008 - D’après Prisby R. et al., Saint-Étienne, France, abstract 1061, actualisé

18. Éclairages et perspectives : le futur ? 81 La PTH ou comment « booster » la consolidation post-fracture Histologie des blocs d’HA Des blocs d’hydroxyapatite (HA) sont utilisés pour combler les pertes osseuses des fractures Rates ovariectomisées ou non (sham) + ostéotomie tibiale + HA + cerclagehPTH (100 µg/kg/sem.) ou placebo, pendant 8 semaines Sham + placebo Sham + PTH Administration intermittente de PTH Sham Ovariectomie BV/TV →  Surfaces ostéoïdes   Taux d’apposition minérale   Taux de formation osseuse   Union os-HA → OVX + placebo OVX + PTH 80 79 % 60 Union os-HA (%) 40 20 0 Sham + placebo Sham + PTH OVX + placebo OVX + PTH ASBMR 2008 - D’après Kamo K. et al., Akita, Japon, abstract SA214, actualisé

19. Éclairages et perspectives : le futur ? 82 L’anticorps humanisé anti-DKK1 stimule la formation osseuse • Souris de 6 semaines traitées ; Ac anti-DKK1 versus PTH, versus placebo x 4 sem. • Augmentation significative de DMO et des marqueurs de formation par rapport au placebo ; amélioration de la DMO volumique (figure 1) • Souris âgées de 23 semaines versus souris de 12 semaines OVX et macaques âgés ostéopéniques ; Ac anti-DKK1 (2/sem.) versus PTH (3/sem.) x 8 sem. • Gain de DMO volumique lombaire (QCT) [figure 2] Macaques âgés ostéopéniques Souris de 6 semaines p = 0,017 15 12,5 10 DMO trabéculaire (pQCT) (% variation) 7,5 5,0 2,5 0 Témoin Ac anti-DKK1 Placebo Ac anti-DKK1 hPTH 1-34 ASBMR 2008 - D’après Glantschnig H. et al., West Point, États-Unis, abstract 1214, actualisé

20. Éclairages et perspectives : le futur ? 75 mg 475 mg 75 mg 475 mg Placebo 175 mg 175 mg Placebo 83 Ronacaleret p.o. : un calcilytique ostéoformateur potentiel • Étude simple aveugle : 81 femmes ménopausées en bonne santé • Ronacaleret (calcilytique oral) versus placebo - dose croissante chaque mois : 75 mg, 175 mg, 475 mg  initiale de la calcémie, stabilisée entre 2 et 4 semaines  PTH dose-dépendante  de l’ostéocalcine 150 *68,1 120 10,4 * p < 0,05 100 10,2 100 *45,1 10,0 80 Variation de l’ostéocalcine (%) PTH sérique (pg/ml) 9,8 60 50 Calcémie (%) 9,6 15,7 4,88 40 9,4 20 9,2 0 9,0 0 0 5 10 15 20 25 0 4 8 12 16 20 24 Placebo 75 mg 175 mg 475 mg Temps (h) Temps après injection (heures) Dose ronacaleret ASBMR 2008 - D’après Fitzpatrick L.A. et al., Collegeville, États-Unis, abstract 1174, actualisé

21. Éclairages et perspectives : le futur ? 84 Les cellules endothéliales progénitrices améliorent la consolidation postfracture • Isolation dans la moelle osseuse des cellules endothéliales progénitrices (EPC) • Rats + fracture du tibia + ostéosynthèse avec greffon d’EPC ou greffon gel d’eau salée • Évaluation radiologique et histologique • 1 semaine : pas de différence • 2 et 3 semaines : • RX : formation du cal osseux significativement supérieure dans le groupe EPC • histologie : confirme l’augmentation de la vascularisation et de la formation osseuse dans le groupe EPC EPC 1 semaine EPC 2 semaines EPC 3 semaines EPC 2 semaines Témoins 1 semaine Témoins 2 semaines Témoins 3 semaines Témoins 2 semaines ASBMR 2008 - D’après Atesok K. et al., Toronto, Canada, abstract SA104, actualisé

22. IL-17 connue pour son rôle majeur dans la physiopathologie de la sclérose en plaques (SEP) Modèle murin de SEP (souris EAE) Figure: traitement oral ou intrapéritonéal 1,25-OH D2 D3 (50 ng/j pendant 3 jours) : guérit la paralysie prévient la progression de la maladie diminue de 50 à 60 % les lymphocytes CD4+ producteurs d’IL-17 dans le système nerveux central L’effet observé est bien médié par le récepteur à la vitamine D, qui inhibe la production d’IL-17 en bloquant l’activation de son promoteur. Éclairages et perspectives : le futur ? 85 Effets extra-osseux de la vitamine D : inhibition de la transcription de l’IL-17, prévention de la sclérose en plaques chez la souris Amélioration du score de sévérité de la sclérose en plaques sous l’effet de la vitamine D Témoins1,25 D3 10 nM intrapéritonéal1,25 D3 10 nM per os 4 3 Score clinique moyen 2 1 0 0 10 20 30 40 50 60 Nombre de jours après induction de la maladie ASBMR 2008 - D’après Joshi S. et al., Newark, États-Unis, F246, actualisé

23. Éclairages et perspectives : le futur ? 86 Inhibition de la progression tumorale et de la dissémination métastatique in vivo par délétion du gène de la PTH-rP dans des cellules tumorales mammaires • La PTH-rP pourrait être une cible utile pour l’inhibition de la croissance tumorale du sein et de sa dissémination métastatique Témoins Hétérozygotes Homozygotes Taille de la tumeur au sacrifice à 10 semaines Animaux sacrifiés à 10 semaines Animaux sacrifiés à taille de tumeur égale Pourcentage d’animaux avec des métastases pulmonaires 100 100 50 50 0 0 Témoins Hétérozygotes Homozygotes Témoins Hétérozygotes Homozygotes ASBMR 2008 - D’après Li J. et al., Montréal, Canada, abstract 1016, actualisé

24. Éclairages et perspectives : le futur ? 6/6 2/6 2/6 87 Le blocage de la PTH-rP inhibe la progression tumorale dans un modèle humain du cancer du sein • Ces données suggèrent que des stratégies thérapeutiques ciblées sur le blocage de la PTH-rP pourraient être utiles dans le traitement des cancers du sein et de leur dissémination métastatique extrasquelettique Inhibition de la croissance tumorale et des métastases in vivo dans un modèle de cancer du sein humain Normal Véhicule 100 80 60 Métastases (% par rapport aux témoins) AcM18 AcM45 40 20 0 Véhicule AcM18 AcM45 ASBMR 2008 - D’après Huang D.C. et al., Montréal, Canada, abstract F213, actualisé