Rôle des cristaux de phosphate de calcium dans la pathogénie de l’arthrose

• Auteur / Autrice : Christelle Nguyen
• Direction : Frédéric Lioté, Hang Korng Ea
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Hématologie, Oncogenèse et biothérapies
• Date : Soutenance en 2015
• Etablissement(s) : Sorbonne Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Hématologie, oncogenèse et biothérapies (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université Paris Diderot - Paris 7 (1970-2019)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spectroscopie infrarouge

Phosphates de calcium

Cristallisation

Calcification

Cartilage

Physiopathologie

Étiologie

Arthrose

Résumé

Les cristaux de phosphate de calcium basique (PCB) sont associés à l'arthrose du genou. Toutefois, leur rôle exact dans la pathogénie de la maladie reste débattu. Nos objectifs ont été: 1/ de cartographier la présence de cristaux de PCB dans le cartilage humain arthrosique et d'en caractériser les- propriétés physico-chimiques et morphologiques ; 2/ d'évaluer leur effet chondrolytique in vitro et ex vivo. Les cristaux de PCB sont présents dans 100% des cartilages humains arthrosiques du genou (20 patients). Ils sont observés dans tous les compartiments du genou. Les aspects physico-chimiques et morphologiques sont spécifiques du type de cristal. L'expression de ANK et de PC-1, impliqués dans le métabolisme pyrophosphocalcique, est accrue dans les chondrocytes arthrosiques isolés des zones contenant des cristaux. In vitro, les 3 types de cristaux de PCB induisent des variations du calcium intracellulaire (iCa). Les cristaux d'octacalcium phosphate (OCP) induisent aussi des oscillations du iCa impliquant à la fois un influx de calcium extracellulaire (eCa) et des variations du iCa. Enfin, les cristaux d'OCP induisent une chondrolyse selon un mécanisme dépendant du iCa, ainsi qu'une expression accrue de certaines protéases (ADAMTS-4, -5 et MMP-3) selon un mécanisme indépendant du iCa. Au total, le dépôt de cristaux de PCB est un phénomène constant et diffus au cours des stades avancés d'arthrose, ce qui suggère la survenue de modifications pro-minéralisantes généralisées du phénotype chondrocytaire. In vitro, les cristaux de PCB induisent une chondrolyse selon un mécanisme dépendant du iCa et l'expression des gènes des ADAMTS-4, -5 et MMP-3, protéases majeures de la chondrolyse.

Basic calcium phosphate (BCP) crystals are associated with knee osteoarthritis (OA). However, their exact role in OA pathogenesis remains debated. We aimed to: 1/ map BCP crystal deposits in human OA cartilage and characterize their biochemical and morphological properties; 2/ assess their chondrolytic effect in vitro and in vivo. BCP crystals are observed in 100% of human knee OA cartilage (20 patients). They are widespread in all knee compartments. Biochemical and morphological properties are specific to the crystal type. ANK and PC-1 expression, involved in calcium pyrophosphate metabolism, is increased in OA chondrocytes isolated from cartilage areas containing crystals. In vitro, the 3 types of BCP crystals induce intracellular calcium (iCa) variations. Octacalcium phosphate (OCP) crystals promote chondrolysis in an iCa-dependent manner and an increased expression of some proteases (ADAMTS-4, 5 and MMP-3) in an iCa-independent manner. In summary, BCP crystal deposits are a constant and widespread process in late stage OA, suggesting that diffuse promineralizing phenotypical changes occur in chondrocytes. In vitro, BCP crystals induce chondrolysis in an iCa-dependent manner, and the expression of ADAMTS-4, -5 and MMP-3 genes, which are major proteases involved in chondrolysis.