Caractérisation de la diversité et de la fonction des ostéoclastes au cours du vieillissement

Characterization of osteoclast diversity and function during aging

• Auteur / Autrice : Camille Girolet
• Direction : Claudine Blin
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Immunologie et Microbiologie
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2023
• Etablissement(s) : Université Côte d'Azur
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de PhysioMédecine Moléculaire (Nice ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Osteoimmunologie, niches et inflammation

Mots clés

Mots clés libres

Osteoclastes

Immunologie

Biologie cellulaire

Maladies infectieuses

Physiologie animale

Osteoclasts

Immunology

Cellular biology

Infectious diseases

Animal physiology

Résumé

Les cellules myéloïdes sont caractérisées par leur fonction immunitaire innée et une grande hétérogénéité. Les ostéoclastes sont des cellules myéloïdes multinucléées responsables de la résorption osseuse. Elles sont donc étudiées principalement pour cette fonction, en contexte normal ou pathologique. Cependant, des travaux récents, dont ceux de mon équipe, montrent que les ostéoclastes partagent la diversité et la fonction immunitaire des autres cellules myéloïdes. Mais ces caractéristiques restent très peu étudiées malgré leur impact sur la physiopathologie des ostéoclastes. Dans le contexte du développement et du vieillissement, les résultats préliminaires de mon équipe obtenus par analyse scRNAseq suggèrent que les ostéoclastes changent avec l'âge et le sexe des souris. Cela suggère l'existence d'une dynamique de ces cellules qui n'est pas encore étudiée. Mon projet de thèse a donc pour objectif principal de caractériser l'évolution des ostéoclastes au cours du temps et en fonction du sexe. Pour cela, j'utiliserai différentes approches: 1. Par analyse scRNAseq et analyse bio-informatique, je caractériserai les sous-populations d'ostéoclastes chez les souris nouveaux-nés, adultes et âgées, ainsi qu'en fonction du sexe des animaux. Ces analyses permettront d'identifier des marqueurs potentiels et des voies fonctionnelles associées à ces sous-populations. 2. Je validerai ensuite ces marqueurs et voies fonctionnelles spécifiques des différentes populations d'ostéoclastes chez la souris en fonction de l'âge et du sexe. Cette validation se fera par des approches de cytométrie et d'immunofluorescence ainsi que par tests fonctionnels (résorption osseuse, activité immunitaire, production de cytokines et chimiokines etc). 3. Enfin, je validerai in vivo ces résultats par analyses histologiques multiparamétriques chez des souris d'âge et de sexe différents, ainsi que sur des biopsies osseuses humaines (collaboration T Andersen, Odense, Danemark). Nos résultats permettront de comprendre la dynamique des ostéoclastes. Ils permettront aussi d'identifier des facteurs clés impliqués dans leur diversité, en particulier au cours du vieillissement osseux. Cela pourrait ouvrir des perspectives très intéressantes pour le traitement de l'ostéoporose.

Myeloid cells are characterized by their innate immune function and high heterogeneity. Osteoclasts are multinucleated myeloid cells responsible for bone resorption. They are therefore mainly studied for this function, in a normal or pathological context. However, recent work, including that of my team, shows that osteoclasts share the diversity and immune function of other myeloid cells. But these characteristics remain very little studied despite their impact on the pathophysiology of osteoclasts. In the context of development and aging, my team's preliminary results obtained by scRNAseq analysis suggest that osteoclasts change with age and sex of mice. This suggests the existence of a dynamic of these cells that has not yet been studied. The main objective of my thesis project is therefore to characterize the evolution of osteoclasts over time and according to sex. For this, I will use different approaches: 1. By scRNAseq analysis and bioinformatics analysis, I will characterize osteoclast subpopulations in newborn, adult, and aged mice, as well as according to animal sex. These analyses will identify potential markers and functional pathways associated with these subpopulations. 2. I will then validate these markers and functional pathways specific to the different populations of osteoclasts in mice according to age and sex. This validation will be done by cytometry and immunofluorescence approaches as well as by functional tests (bone resorption, immune activity, production of cytokines and chemokines, etc.). 3. Finally, I will validate these results in vivo by multiparametric histological analyzes in mice of different ages and sexes, as well as on human bone biopsies (collaboration T Andersen, Odense, Denmark). Our results will help to understand the dynamics of osteoclasts. They will also make it possible to identify key factors involved in their diversity, in particular during bone aging. This could open very interesting perspectives for the treatment of osteoporosis.