Un modèle in vitro pour l'os
L'os est un tissu dynamique qui est soumis à un phénomène continu de formation et de résorption à travers la communication coordonnée entre les ostéoblastes (Ob) et les ostéoclastes (Oc). Les charges mécaniques représentent un modulateur important de l'architecture osseuse et de la physiologie cellulaire tout en jouant un rôle majeur dans l'homéostasie du tissu osseux. Bien qu'il existe de nombreux modèles in vitro de la co-culture Ob/Oc pour tester les biomatériaux, on connaît peu de choses sur la communication cellulaire dans ce système en cas de stimulation mécanique. Afin de tester de nouveaux composants bioactifs pour la thérapie de l'ostéoporose, les scientifiques du projet BONEMIMIC (3D tissue-engineered model of bone adaptation) ont développé un système visant à imiter in vitro le processus d'une remodélisation osseuse normale. Ce système comprenait une matrice avec des cellules souches mésenchymateuses ou des monocytes pouvant être déclenchées pour se différencier en cellules Ob et Oc. Des efforts extensifs ont été consacrés à l'optimisation de la culture cellulaire, aux conditions de différenciation dans le bioréacteur et à l'environnement 3D qui imitait l'os naturel. Pour récapituler la charge mécanique subie par l'os, les chercheurs ont appliqué une contrainte de cisaillement dans le système de culture et ont analysé les modèles d'expression génique subséquents ainsi que l'histologie du tissu. Ils ont observé que la réaction cellulaire, le dépôt minéral osseux et la réponse aux stimuli mécaniques dépendaient notamment de la structure 3D des matrices. La matrice consistait en un tissu osseux biocompatible qui comprenait une matrice minéralisée et favorisait l'adhésion et la différenciation cellulaire. Après avoir établi le système de culture osseuse in vitro, les chercheurs prévoient de l'appliquer pour tester différents médicaments visant à traiter l'ostéoporose. Le système est un modèle fiable pour le processus physiologique d'adaptation osseuse, et sera utile pour les études pilotes sur la sécurité et l'efficacité du médicament. Pour l'industrie pharmaceutique, la mise en œuvre du système BONEMIMIC pourrait se traduire en une sélection haut débit de médicaments in vitro et moins d'expériences sur les animaux. D'un point de vue clinique, le test rigoureux des médicaments par rapport aux défauts osseux garantirait des traitements plus sûrs et plus efficaces.
Mots‑clés
Os, ostéoporose, ostéoblaste, ostéoclaste, matrice, matrice minéralisée, sélection de médicaments
