L'ostéoporose, qui s'accompagne d'une fragilisation des os liée à l'âge, touche des millions de personnes dans le monde et ce chiffre augmente chaque année à mesure que la population mondiale vieillit. Elle est associée au vieillissement, ou « sénescence », des cellules osseuses, mais les types de cellules et les mécanismes sous-jacents n'étaient pas clairs. Aujourd'hui, une équipe de recherche de l'Université d'Osaka a identifié un gène clé lié à l'ostéoporose, Hommes1et a développé un nouveau modèle animal de cette maladie.
Les os contiennent des cellules appelées ostéoblastes et ostéoclastes. Les ostéoclastes décomposent le tissu osseux ancien dans un processus appelé « résorption », lui permettant d'être remplacé par un nouvel os sain fabriqué par les ostéoblastes. L'ostéoporose peut survenir lorsque la dégradation de l'os ancien se produit à un rythme plus rapide que la formation du nouvel os. La sénescence cellulaire des ostéoblastes, réduisant leur efficacité, pourrait être une des raisons sous-jacentes à ce déséquilibre.
Un gène appelé Hommes1 est liée à une maladie génétique appelée MEN1, provoquant des tumeurs bénignes et associée à la fois à la sénescence cellulaire et au développement de l'ostéoporose au début de la vie. L'équipe a étudié le rôle de Hommes1 dans l'ostéoporose liée à l'âge et ont constaté que les souris âgées présentaient à la fois des niveaux réduits de Hommes1 et une activité accrue des gènes liés à la sénescence dans les ostéoblastes.
Ils ont ensuite généré un modèle de souris où Hommes1 pourrait être inactivé spécifiquement dans les ostéoblastes. Les os de ces souris ressemblaient aux os fragiles observés chez les personnes âgées. « Les ostéoblastes ont montré une activité de formation osseuse réduite et une sénescence cellulaire accélérée par une voie appelée mTORC1 », explique l'auteur principal Yuichiro Ukon, « tandis que le nombre d'ostéoclastes a augmenté, augmentant la résorption osseuse. » Inactivation de Hommes1 perturbant ainsi l’équilibre entre la dégradation et la formation osseuse, conduisant au développement de l’ostéoporose.
Ce nouveau modèle de souris est particulièrement important car la plupart des études sur l’ostéoporose utilisent des souris âgées pour reproduire les symptômes humains. Cependant, le vieillissement naturel implique de multiples facteurs qui influencent l’apparition de l’ostéoporose, notamment une activité réduite avec l’âge et des changements hormonaux liés à la ménopause.
Ce modèle est la première fois que la sénescence cellulaire sous-jacente à l'ostéoporose a été modélisée sans les facteurs de confusion présents chez les souris âgées et constitue donc une étape clé dans notre compréhension des mécanismes biologiques à l'origine de cette maladie.
Takashi Kaito, auteur correspondant
L'équipe a également montré que l'utilisation d'un médicament appelé metformine, connu pour supprimer la voie de sénescence cellulaire mTORC1, était capable de supprimer cette sénescence dans les cellules ostéoblastiques. in vitroet de restaurer partiellement la structure osseuse Hommes1-souris déficientes, indiquant l’efficacité potentielle des traitements contre l’ostéoporose ciblant la sénescence cellulaire.
Cette étude est donc très importante pour faire progresser notre compréhension de l’ostéoporose et des traitements potentiels, ainsi que pour identifier des biomarqueurs de la maladie afin d’évaluer l’efficacité des thérapies envisagées. Les souris développées ici fournissent également un nouveau modèle d’ostéoporose, qui est essentiel pour les recherches en cours. Étant donné que la sénescence cellulaire a été liée à d’autres maladies liées à l’âge et à des cancers, ces travaux pourraient apporter des informations sur de nombreuses autres maladies.