Progression et étiologie de la porosité corticale dans la maladie osseuse diabétique (PREPT2D)

L'objectif global de cette étude proposée est d'étudier les processus biologiques sous-jacents qui entraînent une augmentation de la porosité corticale dans le cadre du diabète de type 2 et de comprendre l'évolution longitudinale de la maladie osseuse diabétique humaine avec un accent particulier sur la porosité corticale. Les chercheurs proposent la première étude longitudinale de la progression des pores chez les patients atteints de DT2, qui sera réalisée à l'aide d'une nouvelle approche combinée de tomodensitométrie quantitative périphérique à haute résolution (HR-pQCT) et d'imagerie par résonance magnétique améliorée par contraste (CE MR). Les chercheurs utiliseront de nouvelles approches d'analyse d'images pour caractériser le contenu des pores et la distribution spatiale de la porosité dans le cortex, et l'analyse par éléments micro finis (μFE) pour quantifier l'impact biomécanique de la porosité.

Les déficits de qualité osseuse sous-jacents à une fragilité accrue dans le DT2 ne sont pas entièrement compris. Au niveau des tissus, des recherches évaluant les déficits des propriétés des matériaux et de la résistance à la fracture sont en cours. Au niveau structurel, l'augmentation de la porosité corticale est un déficit de qualité osseuse clairement établi dans le DT2. La porosité est un déterminant majeur de la résistance, de la rigidité et de la résistance à la fracture du tissu cortical, et représente donc une cible importante pour la prévention ou l'inversion de la fragilité squelettique associée au DT2.

Les mécanismes à l'origine de l'augmentation de la porosité corticale dans le DT2 sont inconnus. Pour développer des traitements spécifiquement ciblés sur la prévention ou l'inversion de la porosité pathologique, les chercheurs doivent comprendre les moteurs biologiques de la porosité. Aujourd'hui, ces facteurs biologiques sont inconnus. Dans le cortex compact, la formation de grands pores corticaux a été attribuée au regroupement des ostéons et à la fusion des canaux de Havers. À la frontière endocorticale, la «trabécularisation» ou l'expansion de l'espace médullaire est supposée entraîner les augmentations observées de la porosité corticale. Plusieurs mécanismes d'expansion de l'espace poreux sont probablement en jeu dans la maladie osseuse diabétique.

L'adiposité accrue de la moelle et la santé microvasculaire compromise sont des aspects reconnus du DT2 et peuvent être impliqués dans le développement d'une porosité pathologique. Des études portant sur des modèles de rongeurs et des humains ont établi l'association d'une augmentation de la graisse médullaire avec le DT2. (L'IMC seul, en revanche, n'a pas été démontré comme ayant une association avec la graisse de la moelle.) L'augmentation de la graisse de la moelle - à son tour - est associée à une faible densité minérale osseuse (DMO) et à une mauvaise microstructure trabéculaire. Les chercheurs ont également documenté qu'une augmentation de la graisse médullaire est associée à une fracture vertébrale, indépendamment de la DMO. Le concept historique de graisse de moelle en tant que simple agent de comblement passif a été remplacé par une appréciation de ce dépôt de graisse en tant qu'acteur dynamique de la qualité osseuse. À ce jour, ce lien a été étudié principalement en termes de microstructure osseuse trabéculaire ; les chercheurs proposent qu'il pourrait également jouer un rôle dans la microstructure osseuse corticale. Les complications microvasculaires du DT2 font partie des manifestations les plus graves de la maladie. Dans la maladie avancée, la néovascularisation par le processus d'angiogenèse conduit à la progression de la rétinopathie et de la néphropathie. Des travaux récents ont suggéré que la pathologie microvasculaire affecte également la qualité de l'os trabéculaire dans le diabète. Dans l'os cortical, où la majorité de la porosité contient des vaisseaux sanguins, la néovascularisation nécessite l'ablation du tissu osseux. Par conséquent, les chercheurs émettent l'hypothèse que la pathologie microvasculaire peut influencer les changements microstructuraux corticaux dans le DT2.

Le contenu de l'espace poreux pathologique peut indiquer les moteurs de l'expansion de l'espace poreux et conduire à des stratégies pour prédire et prévenir les fractures liées à la porosité. La caractérisation du contenu des pores peut indiquer un élargissement de l'espace des pores par l'expansion de la cavité médullaire, l'expansion du réseau vasculaire, ou les deux. Si les chercheurs découvrent que la distribution ou la composition altérée de la moelle est associée à une porosité accrue dans le DT2, cela suggère que l'expansion de la cavité médullaire peut contribuer à la porosité pathologique. Dans ce cas, les chercheurs dirigeraient leurs efforts futurs vers le sujet émergent des interactions graisse-os, en particulier : 1) l'équilibre entre la différenciation des ostéoblastes et des adipocytes se produisant à partir d'un précurseur multipotent commun ; et 2) l'action des adipokines sur le remodelage osseux. Si les chercheurs déterminent que la distribution vasculaire altérée ou la santé microvasculaire est associée à une porosité accrue dans le DT2, cela suggère que le réseau vasculaire peut contribuer à la porosité pathologique. Dans ce cas, les chercheurs orienteraient les recherches futures vers l'interaction entre le système vasculaire et le remodelage de l'os cortical. Le système vasculaire est connu pour influencer le remodelage osseux grâce à des substances vasoactives libérées par les cellules endothéliales. Dans le cadre de la désuétude, par exemple, la perte osseuse est associée à une vascularisation accrue et à une hyperémie, obtenue par la libération de substances vasoactives par les cellules endothéliales. Au fur et à mesure que les chercheurs examineront ces mécanismes possibles d'augmentation de la porosité corticale, les stratégies de traitement appropriées seront clarifiées. Plus précisément, une porosité accrue liée au métabolisme des graisses pourrait indiquer des interventions visant à diriger la différenciation des cellules souches mésenchymateuses vers l'ostéoblastogenèse ou à réguler l'action des adipokines sur le remodelage osseux. Alternativement, une porosité accrue due à des lésions microvasculaires pourrait indiquer une modulation des vasorégulateurs ou une thérapie anti-angiogénique utilisée pour lutter contre la néovascularisation et l'érosion osseuse dans la polyarthrite rhumatoïde.