Remodelage osseux et vascularisation osseuse dans des modèles d'hypoxie et d'immobilisation chez le rat adulte.

• Auteur / Autrice : Jia Fei
• Direction : Marie-Hélène Lafage-Proust
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Saint-Etienne
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université Jean Monnet (Saint-Étienne). Faculté de médecine Jacques Lisfranc

Mots clés

Mots clés contrôlés

Rats

Anorexie

Animaux

Os

Résorption osseuse

Résumé

La vascularisation osseuse est un élément limitant et promoteur de l'ostéogénèse mais ses relations fonctionnelles avec le remodelage osseux sont mal connues. L'angiogénèse et le maintien du réseau vasculaire dépendent de nombreux éléments dont le VEGF, facteur de croissance induit notamment par le facteur de transcription HIF-1α lui-même activé par l'hypoxie. Ces deux facteurs semblent jouer un rôle important dans le remodelage osseux et notamment dans la réponse de l'os aux variations de contraintes mécaniques dans laquelle des changements de pression partielle en oxygène locale sont probablement impliqués. Dans ce contexte nous avons voulu étudier les relations entre remodelage et vaisseaux dans le tibia chez le rat mâle soumis à 2 modèles d'ostéoporose : l'hypoxie et l'immobilisation. Dans un 1er temps, nous avons dû mettre au point une technique d'imagerie tridimentionnelle (3D) et de quantification du réseau vasculaire osseux par micro-tomographie (μCT, VivaCT) basée sur l'injection intra-vasculaire d'un produit de contraste à base de sulfate de baryum, le Micropaque®, suivie d'une décalcification des os. Notre technique a été validée par rapport à la technique histologique de référence. Nous avons pu imager les pelotes de capillaires sinusoïdes, structures osseuses spécifiques qui jouent un rôle majeur dans la pression intre-médullaire et dans l'hématopoïèse. Des images du réseau vasculaire ont été également générées par μCT par rayonnement synchroton (ESFR, Grenoble) sans décalcification préalable des os. Dans un 2ème temps, nous avons étudié le les effets d'une immobilisation par suspension par la queue pendant 21 jours, de rats âgés de 5 mois. Nous avons observé une perte osseuse et une chute significative des activités ostéoblastiques et ostéoclastiques. Nous n'avons pas trouvé de changement significatif de l'expression de HIF-1 alpha et du VEGF-A dans les os immobilisés. La suspension a induit une baisse significative du nombre de vaisseaux métaphysaires, mais pas du volume vasculaire. Dans un 3ème temps, nous avons analysé les effets de l'hypoxie chronique systémique chez des rats jeunes (2 mois et demi) et plus matures (5 mois). Les animaux ont été mis soit en hypoxie normobare (HYPO:9% d'O2) pendant 21 j et ils ont alors développé une polyglobulie caractéristique, illustrée par la hausse de l'hématocrite, soit en normoxie (CTL:21% d'O2). Chez les rats jeunes, on a observé un ralentissement de la croissance et une perte osseuse significative associée à une baisse de la formation osseuse et une augmentation de la résorption. Chez les rat matures, la vascularisation osseuse a été quantifiée et les ARNs ont été extraits des métaphyses tibiales et l'expression du VEGF-A et de HIF-1α a été mesurée par RT-PCR quantitative. A J21, les rats HYPO présentaient une baisse significative de la masse osseuse trabéculaire de 29%, du taux de formation osseuse de 60%, des paramètres de résorption et du volume adipocytaire de la moelle (-80%, p<0. 01). De plus, l'hypoxie conduisait à une hausse significative de 27% du nombre de vaisseaux et de pelotes de sinusoïdes médullaires sans modification de la taille des vaisseaux, associée à une augmentation de l'expression tissulaire osseuse de HIF-1α. Au total nous avons montré que dans deux modèles de perte osseuse avec dépression ostéoblastique des changements opposés du réseau vasculaire : une augmentation dans l'hypoxie et une diminution dans l'immobilisation.