Periprosthetic bone microenvironment : application to aseptic loosening of orthopaedic implants

Microenvironnement osseux et ostéolyse : application au descellement aseptique des implants orthopédiques

• Auteur / Autrice : Luis Cordova Jara
• Direction : Norbert Passuti
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie, médecine et santé. Biologie cellulaire et moléculaire
• Date : Soutenance en 2014
• Etablissement(s) : Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé Nantes-Angers
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Nantes Université. Pôle Santé. UFR Médecine et Techniques Médicales (Nantes)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Récepteur kappa

Arthroplastie prothétique

Défaillance de prothèse

Ostéolyse

Nanoparticules

Polyéthylène

Résumé

Le remplacement d’une articulation par une prothèse est l’une des procédures médicales les plus abouties réalisées aujourd'hui, dont l’indication est en perpétuelle croissance. Néanmoins, entre 10-20% des patients montrent des signes à long terme d'ostéolyse aseptique périprothétique induite par des particules d’usure relarguées des couples de frottement. Ce qui conduit à un descellement de l'implant et à la nécessité d’un changement de prothèse (révision chirurgicale). Pour cette raison, la survie des implants articulaires à long terme continue d'être un défi majeur en orthopédie. Ainsi, une meilleure compréhension de la physiopathologie de l'ostéolyse périprothétique induite par les particules est essentielle pour le développement des nouvelles stratégies thérapeutiques. Le présent rapport donne une vision générale des concepts actuels d’ostéoimmunologie des descellements aseptiques d'implants orthopédiques. Dans la partie expérimentale, cette étude veut approfondir la compréhension des mécanismes de l'ostéolyse en a) identifiant les populations cellulaires des membranes périprothétiques humaines prélevées lors de révisions chirurgicales, b) reproduisant les changements inflammatoires et ostéolytiques chez un modèle de calvaria de souris, puis en évaluant l'interférence de l'ARN ciblant le récepteur activateur du facteur nucléaire Kappa B (RANK) comme une nouvelle approche thérapeutique pour cette maladie et, enfin, c) en étudiant les interactions précoces entre les nanoparticules de polyéthylène et les macrophages humains à un niveau cellulaire.

Prosthetic joint replacement is one of the most successful procedure performed today, however 10-20% of patients show periprosthetic osteolysis induced by wear particles released from bearing surfaces at 10 years leading to the surgical revision of the prosthesis. In this regard, the long-term survival of joint implants continues to be a major challenge in orthopedic research. Thus, a better understanding of the pathophysiology of periprosthetic osteolysis induced by wear particles is essential for the development of new therapeutic strategies. This report provides an overview of current concepts of osteoimmunology applied to periprosthetic osteolysis and aseptic loosening of orthopedic implants. In the experimental part, this study aims to deep in the understanding of mechanisms of osteolysis by a) identifying cell populations of human periprosthetic membranes retrieved from surgical revisions, b) reproducing the inflammatory and osteolytic changes in a calvaria mouse model and evaluating the interference of RNA targeting the receptor activator of nuclear factor kappa B (RANK) as a new therapeutic approach for this condition and, finally, c) evaluating the interactions between polyethylene nanoparticles and human CD14+ monocyte/macrophages at cellular level.