Mieux comprendre la formation initiale des os
Les chercheurs ont montré que les os, les tendons et les ligaments sont formés pendant le développement embryonnaire par la différenciation programmée de cellules appelées chondrocytes. Les protéines de la morphogénèse osseuse sont responsables de l'initiation de la chondrogenèse par le truchement des voies de signalisation SMAD dépendante et p38 MAPK dépendantes. Jusqu'à récemment, les chercheurs étaient encore incapables de déterminer l'importance de SMAD4 lors de la différenciation chondrogène ou de repérer sa fonction exacte. Pour clarifier son rôle et comprendre le processus précoce de la formation osseuse, ils ont donc lancé le projet SMAD4 LIMB SKELETON. Le modèle murin de formation des membres s'est révélé particulièrement utile pour ces études. Les chercheurs ont ainsi inactivé le gène Smad4 dans certains embryons de souris et analysé les différences apparaissant dans le processus de chondrogenèse. Cette comparaison a permis de montrer que le gène SMAD4 était essentiel dans l'apparition de la différenciation chondrogène des bourgeons de membres et la régulation dynamique du cytosquelette d'actine. Dans les bourgeons de membres déficients en Smad4, les chercheurs ont observé des perturbations de la formation des doigts primaires Sox9-positifs et des éléments squelettiques des membres. Ils ont également observé une déficience de l'expression du collagène de type II, celui-ci étant un marqueur de la différenciation chondrogène. D'autres facteurs critiques comme les complexes de cadhérine, la protéine Gremlin1 ou les ligands de la sémaphorine, également affectés par la déficience du gène Smad4, ont aussi été identifiés. Les chercheurs sont également parvenus à isoler et à caractériser une population de cellules souches mésenchymateuses (CSM)/cellules progénitrices à partir de la moelle osseuse de souris adulte. Les travaux en cours, financés par une bourse Sinergia (http://www.snf.ch/en/funding/programmes/sinergia/Pages/default.aspx) comparent les similitudes et les différences entre ces cellules souches mésenchymateuses adultes et les cellules mésenchymateuses des bourgeons de membres. Ces travaux devraient révéler les différences entre les processus de développement du cartilage et de l'os. Les activités de ce projet nous apportent ainsi une nouvelle vision concernant les différents facteurs guidant la formation osseuse et cartilagineuse pendant le développement embryonnaire. De telles connaissances seront particulièrement utiles pour développer des systèmes innovants de remplacement osseux ou cartilagineux. Les principales bénéficiaires en seront les populations européennes de plus en plus âgées qui pourront ainsi avoir accès à de nouveaux traitements pour soigner leurs fractures ou remplacer leurs genoux et leurs hanches.
Mots‑clés
Os, cartilage, développement embryonnaire, voie de signalisation BMP, différenciation, chondrogenèse, SMAD, Smad4, bourgeon de membre, actine, squelettique, Sox9, collagène de type II, CSM
