Etude de l'impact de la perte d'activité du canal CFTR sur les interactions ostéoblastes - ostéoclastes dans la pathologie osseuse liée à la mucoviscidose

par Johan Sergheraert

Projet de thèse en Odontologie

Sous la direction de Frédéric Velard, Cédric Mauprivez et de Julien Braux.

Thèses en préparation à Reims , dans le cadre de Ecole doctorale Sciences Fondamentales et Santé , en partenariat avec BIOS - Biomatériaux et Inflammation en site osseux (laboratoire) depuis le 16-09-2019 .


  • Résumé

    Avec l'amélioration des traitements des troubles pulmonaires et gastro-intestinaux liés à la mucoviscidose (CF), les patients ont vu leur espérance de vie augmenter ces dernières décennies et atteindre une médiane supérieure à 45 ans aujourd'hui. Cette pathologie est la conséquence d'une mutation du gène codant pour la protéine CFTR (Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator) dont la plus répandue est la délétion de la phénylalanine en position 508 (F508del). La mucoviscidose est caractérisée par une atteinte de nombreux organes dès le début de la vie, ces atteintes se compliquent de comorbidités avec l'avancée en âge, parmi lesquelles un diabète et des troubles du métabolisme osseux. Le remodelage osseux est un processus dynamique et constant qui fait intervenir d'une part les ostéoclastes, cellules capables de résorber le tissu osseux minéralisé, et d'autres part les ostéoblastes, cellules capables de synthétiser la matrice extracellulaire et d'induire sa minéralisation. La régulation du remaniement osseux fait intervenir la triade OPG/RANK/RANK-L responsable de l'équilibre entre l'ostéoclastogénèse et l'ostéoblastogénèse. Or un déséquilibre entre la résorption osseuse et le taux de formation a été mis en évidence chez les patients atteints de mucoviscidose. Une surexpression de RANK-L a d'ailleurs été identifiée in vitro suggérant une différenciation ostéoclastique plus rapide. Ce phénotype pro-ostéoclastique pourrait être à l'origine de la diminution de la densité osseuse observée chez les patients CF. Ces travaux de thèse proposent : i) de développer et caractériser des modèles de coculture directe et indirecte ostéoblastes – ostéoclastes ; ii) d'y évaluer l'impact de la mutation F508del sur l'ostéoclastogenèse via des cellules issues de patients CF et de sujets sains ; iii) d'évaluer l'effet de traitements correcteurs et potentiateurs de CFTR sur les cellules CF dans ces modèles. L'optimisation et l'exploitation des modèles d'études mis en place au cours de ces travaux permettront, en partie, de mettre en exergue certains paramètres primordiaux pour la mise en place de traitements correcteurs. Ces études sont d'une importance majeure pour mieux identifier les modifications des mécanismes moléculaires et cellulaires intervenant dans la résorption et la formation osseuses liées au déficit fonctionnel de CFTR, et offrir ainsi de nouvelles stratégies thérapeutiques.

  • Titre traduit

    Study of the impact of loss of CFTR channel activity on osteoblast - osteoclast interactions in cystic fibrosis-related bone disease


  • Résumé

    Thanks to improvements in the treatment of lung and gastrointestinal disorders in cystic fibrosis (CF) patients, their life expectancy increased in recent decades and reach a median of more than 45 years today. This disease is due to mutations in the CFTR gene encoding the CFTR protein (Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator). The most common mutation in CF patients is the deletion of phenylalanine at position 508 (F508del). CF is also characterized by multiple organs affection early in life. These comorbidities become more prevalent with age, including diabetes and CF related bone bisease. Bone remodeling is a dynamic and constant process involving osteoclasts (bone resorbing cells) and osteoblasts (bone synthesizing cells). The regulation of bone remodeling involves mainly the OPG / RANK / RANK-L triad that is responsible for the homeostasis between osteoclastogenesis and osteoblastogenesis. An imbalance between bone resorption and formation rate has been demonstrated in patients with cystic fibrosis. Over-expression of RANK-L has been identified in vitro suggesting faster osteoclast differentiation. This pro-osteoclastic phenotype could be at the origin of the decrease in bone density observed in CF patients. These thesis projects propose: i) to develop and characterize models of direct and indirect co-culture of osteoblasts - osteoclasts; ii) to evaluate the impact of the F508del mutation on osteoclastogenesis using cells from CF patients and healthy subjects; iii) to evaluate the effect of CFTR correctors and potentiators on CF cells in the aforementioned models. The optimization and exploitation of the study models put in place during this work will highlight some key parameters for the implementation of corrective treatments. These studies are of major importance to better identify the molecular and cellular mechanisms of bone resorption and formation related to functional CFTR deficiency, and thus offering new therapeutic strategies.