Diabète de type 2 et risque de fractures osseuses
Un âge avancé, un faible poids corporel, des antécédents familiaux, le tabagisme et la consommation excessive d’alcool sont des facteurs de risque bien connus de fractures osseuses. Un facteur moins connu est le diabète de type 2 (DT2). «Nous savons que le diabète de type 2 est un facteur de risque indépendant pour les fractures osseuses, même chez les patients dont la densité minérale osseuse est normale ou élevée», explique Ted Vaughan, professeur d’ingénierie biomédicale à l’université de Galway(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre). «Nous en ignorons toutefois les raisons.» Le projet MULT2D, financé par l’UE, espère répondre à cette question. «MULT2D entend identifier les changements biologiques et mécaniques des os associés au DT2 et développer des modèles pour déterminer comment ces changements augmentent le risque de fracture», ajoute Ted Vaughan, dont le groupe de recherche dirige le projet.
La manière dont le diabète altère la qualité des os
Le projet, qui a reçu le soutien du Conseil européen de la recherche(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), a combiné des études expérimentales sur des animaux diabétiques et des tissus osseux humains avec une modélisation informatique avancée. «Cette approche interdisciplinaire nous a permis d’identifier la manière dont le diabète altère la qualité des os au niveau moléculaire, microstructurel et tissulaire», explique Ted Vaughan. «Elle nous a également permis de mieux comprendre pourquoi les patients atteints de DT2 sont plus susceptibles de subir des fractures et comment mieux évaluer et atténuer ce risque.» La compréhension du rôle significatif que jouent l’altération de la production minérale et le retard de maturation de la matrice osseuse dans la réduction de la qualité de l’os est une de ces informations clés. «Cette découverte remet en question les idées reçues et réoriente la recherche future et les stratégies cliniques vers les mécanismes biologiques qui régulent le renouvellement et la minéralisation des os», souligne Ted Vaughan. Parmi les autres résultats clés figurent l’identification des protéines non collagéniques en tant qu’agents dissipateurs d’énergie clés dans la résistance aux fractures osseuses, et le fait que les modifications osseuses liées au DT2 ne réduisent pas nécessairement les propriétés mécaniques.
Prévoir le risque de fractures osseuses
Mais MULT2D n’a pas uniquement apporté de nouvelles connaissances, il a également développé des outils prédictifs permettant d’évaluer avec précision le risque de fracture osseuse. Par exemple, un modèle innovant de dynamique moléculaire à gros grains peut être utilisé pour examiner des indicateurs importants tels que la minéralisation extra-fibrillaire et intra-fibrillaire. Un autre outil utilise des modèles d’éléments finis avancés et de nouveaux algorithmes pour analyser les architectures osseuses trabéculaires, qui constituent également un indicateur clé pour anticiper la probabilité d’une fracture. «Ces outils sont particulièrement utiles pour les diabétiques et les populations vieillissantes et ont ouvert de nouvelles voies pour la recherche, le diagnostic et le traitement», confie Ted Vaughan. Les travaux du projet ont été reconnus par des organismes nationaux et internationaux et ont été récompensés de plusieurs prix, notamment la médaille des ingénieurs irlandais et la meilleure présentation en biomécanique lors de la conférence de la Société européenne de recherche orthopédique(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre). Ils ont également été publiés dans des revues telles que «Nanoscale»(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), «Scientific Reports»(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) et «Bone»(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre).
Des questions demeurent concernant la fragilité osseuse dans le DT2
Bien que MULT2D ait fait progresser notre compréhension de la fragilité osseuse dans le DT2, des questions subsistent. Par exemple: Quels sont les mécanismes cellulaires à l’origine de l’altération de la qualité osseuse, et quels sont exactement les processus de biominéralisation altérés observés dans l’os diabétique? Selon Ted Vaughan, il s’agit de défis complexes et multifactoriels qui nécessiteront de nouvelles approches scientifiques et stratégies de recherche. Ce sont également des questions auxquelles il entend contribuer à répondre. «La formation de chercheurs en début de carrière et le développement d’un groupe de recherche durable et internationalement reconnu garantissent que l’impact de MULT2D se poursuivra bien au-delà de la fin du projet», conclut Ted Vaughan. Le groupe recherche un financement complémentaire pour étudier ces questions en profondeur.
