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Effet d’une augmentation de la gravité par centrifugation (2g) sur l’appareil
musculo-squelettique dans un modèle d’arthrose chez la souris.
DECHAUMET B, Cleret D, Laroche N, Vanden-Bossche A, Lafage-Proust MH, Vico L
INSERM, U1059 - SAINBIOSE - Université de Lyon-, Saint-Etienne, F-42023, France
INTRODUCTION
Une étude précédente a montré que l’hypergravité à 2G a des effets bénéfiques sur le squelette de souris normales
(Gnyubkin et al., 2015). Nous testons ici les effets de 4 et 8 semaines d’hypergravité continue chez des souris arthrosiques
afin de déterminer les effets du surpoids (mimer par l’hypergravité) sur l’appareil musculo-squelettique.
L’hypothèse est que ce surpoids est bénéfique pour les tissus osseux et musculaires mais pourrait aggraver l’arthrose.
Objectifs
Etudier l’impact de la surcharge mécanique par hypergravité sur l’appareil musculo-squelettique de
souris arthrosiques.
RÉSULTATS
MÉTHODES
Analyse de l’articulation arthrosique :
Gastrocnémien
***
***
Souris C57Bl6/J ♂ de 16 semaines
Ostéophytes
(« Bec de perroquets »)
Tibialis
Induction Arthrose
Genou droit
* Diminution du cartilage articulaire
tibial.
*Présence d’ostéophyte sur
l’ensemble des échantillons.
* Pas d’effet de l’hypergravité
Image nanoCT des épiphyses tibiales avec ostéophyte.
Image du haut OA 8s et en bas OA centri 8s
Contrôle
- 4 semaines
- 8 semaines
Centrifugation
- 4 semaines
- 8 semaines
Tibia proximal : paramètres trabéculaires :
***
**
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***
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- Perfusion des souris avec du sulfate de baryum (contrastant vasculaire).
- Dissection des muscles tibiaux et gastrocnémiens des animaux (cf schéma ci-dessus).
- Récupération de l’articulation arthrosique et inclusion en résine de MMA.
- Quantification des ostéophytes et de l’ épaisseur du cartilage après 8 semaines.
- Imagerie 3D par NanoCT (résolution 3µm) puis quantification des paramètres osseux
trabéculaires et vasculaires en 3D sur la métaphyse tibiale proximale droite.
- Calcul de l’épaisseur corticale et de la porosité du tibia droit par le logiciel ImageJ.
- Quantification du nombre d’adipocytes dans la métaphyse tibiale des souris après 8
semaines de protocole.
- Test statistique : Mann-Whitney (* p<0,05 ; ** p<0,01; *** p<0,001).
***
0,054
* Effet bénéfique de l’hypergravité sur les paramètres osseux trabéculaires
car prévient la perte de l’os après 8 semaines.
Tibia proximal : paramètres corticaux :
Métaphyse tibiale : paramètres vasculaires :
*
*
*
*
*
*
*
**
* Diminution de l’épaisseur corticale après 8 semaines
dans le groupe hypergravité.
* Diminution de la porosité corticale avec le temps lors
d’une arthrose avec ou sans centrifugation.
**
* L’hypergravité durant 4 semaines retarde l’augmentation du
volume vasculaire. Mais celui-ci reste plus élevé après 8
semaines.
* L’hypergravité diminue la densité vasculaire après 4 et 8
semaines.
Etape de la quantification de la porosité et de la mesure de l’épaisseur corticale
Centri OA
Contrôle OA
Métaphyse tibiale : densité adipocytaire :
Modifications musculaires :
***
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4s Muscles Tibias Gauche
4s Muscles Tibias Droit
8s Muscles Tibias Gauche
8s Muscles Tibias Droit
Métaphyse tibiales avec une coloration safranine O/Fast Green
lors de la quantification des adipocytes.
Reconstitution 3D du réseaux vasculaire
métaphysaire.
* L’hypergravité augmente la présence d’adipocyte
dans la moelle osseuse métaphysaire.
* L’hypergravité diminue la masse du muscle tibial
contrairement à l’arthrose seule.
* L’hypergravité n’influence pas les variations de masse
associées aux muscles gastrocnémiens.
CONCLUSION
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Effet osseux trabéculaire bénéfique de l’hypergravité.
Effet de l’hypergravité sur la corticale plus ambiguë avec une diminution de la porosité mais aussi une diminution de l’épaisseur de la corticale.
L’hypergravité ralentit l’augmentation du réseau vasculaire métaphysaire liée à l’arthrose.
L’hypergravité conduit à une perte de masse musculaire sur les muscles tibiaux (muscles posturaux) mais pas sur les muscles gastrocnémiens (muscles de mouvement).
L’hypergravité augmente la production d’adipocytes (impliqués dans la sécrétion de cytokine inflammatoire) dans la moelle métaphysaire.
PERSPECTIVES
 Etudier l’effet de l’hypergravité sur les autres tissus adipeux des souris (sous cutané, viscéral).
 Etudier l’effet de l’hypergravité de souris non arthrosiques.
 Etudier l’effet de l’OA chez des souris obèses afin de comparer hypergravité et obésité sur l’arthrose.