Rôle des ostéocytes dans la perte osseuse d'immobilisation : préparation du vol spatial Bion M2

Role of osteocytes in immobilisation-induced bone loss : preparation of space flight Bion m2

• Auteur / Autrice : Laura Peuriere
• Direction : Laurence Vico-Pouget
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie moléculaire et cellulaire
• Date : Soutenance le 12/02/2021
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Ingénierie Santé (Saint-Etienne)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Jean Monnet (Saint-Étienne ; 1969-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Biologie intégrative du tissu osseux (Saint-Etienne)
• Jury : Président / Présidente : Marie-Hélène Lafage-Proust
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Maude Gerbaix
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Daniel Courteix, Valérie Geoffroy

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ostéocytes

Mots clés libres

Suspension

Osteocytes

Thermoneutralite

Suspension

Osteocytes

Thermoneutrality

Résumé

Le modèle murin de suspension (Hind-Limb Unloading, HLU) est un analogue spatial pour étudier la perte osseuse induite par décharge mécanique chez les astronautes. Dans ce modèle, la perte osseuse est associée à une augmentation de l’activité de résorption, une expansion du tissu adipeux médullaire (TAM) et une apoptose ostéocytaire. Cependant, la majorité des études HLU ont été effectuées à une température ambiante (T°) standard de 22°C, alors que la thermoneutralité chez la souris a été évaluée autour de 30°C. Nous avons donc comparé l’effet de l’HLU sur l’os et les ostéocytes, à une T° standard (22°C) et à une T° thermoneutre (28°C). Des souris mâles C57BL/6J de 16 semaines ont été acclimatées un mois puis assignées au groupe HLU ou contrôle (CONT) pour une période de 5 ou 14 jours, à une T° de 22°C ou 28°C. A 28°C, l’HLU induit une perte osseuse fémorale trabéculaire et corticale corroborant les études précédentes. Cependant, une T° de 22°C exacerbe cette perte osseuse ainsi que l’activité de résorption chez les souris CONT et HLU. De plus, l’HLU induit une expansion du TAM à 22°C mais pas à 28°C, ainsi qu’un métabolisme énergétique plus élevé à 22°C. Aucun signe de mort ostéocytaire n’a été observé aux deux T°, mais les souris 22°C HLU présentent une altération de la connectivité dans le réseau ostéocytaire et lacuno-canaliculaire. Nos données démontrent l’importance de l’effet confondant de la T° dans le modèle HLU, et remet en question la validité de certains résultats précédents attribués à la suspension, notamment le rôle des ostéocytes dans l’initiation de la résorption dans la perte osseuse d’immobilisation.

The Hind-Limb Unloading (HLU) murine model is a spatial analog to study unloading-induced bone loss in astronauts. It is well documented that HLU decreases trabecular and cortical parameters in femur and tibiae. At this day, this bone loss is associated with increased resorption activity, expansion of bone marrow adipose tissue and osteocyte apoptosis. However, HLU studies were performed with the standard housing temperature 22°C, whereas thermoneutrality in mice were evaluated around 30°C. Therefore, we compared the effect of HLU on bone and on osteocytes, at standard housing temperature (22°C) and at thermoneutral housing temperature (28°C). 16-week-old males C57BL/6J mice were acclimatized for 4 weeks and randomly assigned to HLU or control (CONT) groups for a period of 5 or 14 days, at 22°C or 28°C. At thermoneutral temperature, HLU induces patterns of femoral trabecular and cortical bone loss that corroborates with previous work. However, standard housing temperature blunting bone losses and resorption activity in both CONT an HLU. HLU induces BMAT expansion at 22°C but not at 28°C, with concomitant higher energetic metabolism at 22°C. Surprisingly, osteocyte death was not observed at neither 28°C nor 22°C, but 22°C HLU mice present a drastic alteration in osteocyte and lacuna-canalicular network. Our data demonstrate importance of confounding effect of housing temperature in HLU model and draw into question the validity of some previously identified changes attributed to unloading, including role of osteocytes in resorption initiation in immobilisation-induced bone loss