Abstract FR:

L'influence des contraintes mécaniques sur l'os ainsi que sur la prolifération, la différenciation et l'activité des cellules osseuses est décrite depuis longtemps. Cependant, les recherches in vivo ou in vitro, effectuées jusqu'à présent ont d'une part peu étudié cette influence dans un environnement chimiquement et mécaniquement contrôlé, et d'autre part l'impact de la contrainte mécanique sur la différenciation ostéoblastique/adipocytaire n'a jamais été analysé. Dans ce travail nous avons réalisé la validation biologique d'un microtomographe (VivaCT20) permettant la mesure et l'analyse tridimensionnelle longitudinale in vivo, d'échantillons osseux. Par la suite nous nous sommes attachés à développer un nouveau modèle de culture tissulaire d'os trabéculaire, permettant la culture de cylindres osseux pendant 3 semaines. Ce modèle est associé à un appareillage destiné à l'application d'un régime mécanique de compression défini par le profil du signal, l'amplitude, la fréquence et nombre de cycles. Nous avons montré que l'application d'un signal mécanique mimant le "saut", à une fréquence de 1 Hz à raison de 300 cycles/jour pendant 21 jours avait des effets différents sur le tissu et les cellules en fonction de la microarchitecture osseuse. Ces effets sont dus à une augmentation de la formation osseuse et non à un changement du remodelage osseux. Nous avons également montré que la contrainte mécanique induisait une diminution de l'expression de PPARγ2 après 21 jours, cependant le temps de culture n'est pas suffisant pour pouvoir observer un effet sur le volume adipocytaire. Par ailleurs, dans un modèle d'exercice chez le rat, nous avons montré que l'activité physique induisait une diminution du volume adipocytaire médullaire au niveau du tibia proximal, après 5 semaines d'entraînement. Enfin, nous avons étudié les effets de la contrainte mécanique cyclique sur la différentiation adipocytaire et ostéoblastique en culture cellulaire. Un étirement appliqué à une amplitude de 5000-7000μdéf, à la fréquence de 1 Hz à raison de 600 cycles/jour, stimule l'ostéoblastogénèse aux dépens de l'adipogénèse des cellules mésenchymateuses pluripotentes de souris (C3H10T1/2) ou bovines (CSBS). L'inhibition de l'adipogénèse se traduit par une diminution de l'expression de PPARγ et des marqueurs de différenciation adipocytaire et par une augmentation de l'expression de Runx2. Par ailleurs, la contrainte mécanique compense partiellement l'augmentation de l'adipogénèse induite par le traitement avec un ligand synthétique de PPARγ (la rosiglitazone).