Modèle d’étude de la biominéralisation humaine in vitro : exemple du rachitisme hypophosphatémique

Auteurs : Coyac, Benjamin R.(1 2 3 ), Chicatun, Florencia (4), Hoac, Betty (3), Nelea, Valentin (3), Chaussain, Catherine (1), Nazhat, Showan N.(4), McKee, Marc D.(3)

1Faculté de Chirurgie Dentaire, Université Paris Descartes, Paris, France
2 Département de parodontologie, Hôpital Rothschild, AP-HP, UFR d’Odontologie, Paris 7- Université Paris Diderot, 5 rue Garancière, 75006 Paris, France.
3Faculté de Médecine, Université McGill, Montréal, Canada
4Faculté d’Ingénierie, Université McGill, Montréal, Canada

Résumé :

But de l’étude : Les avancées dans le domaine de la biominéralisation tissulaire se heurtent à la complexité des interactions avec d’autres mécanismes qui lui sont liés. Ainsi le métabolisme phosphocalcique est perturbé dans certaines maladies génétiques tel que le rachitisme hypophosphatémique lié à l’X causé par la mutation d’un gène impliqué dans la biominéralisation (Phex), alors qu’il impacte aussi directement la minéralisation. Ainsi la mutation à l’origine de cette maladie, qui touche la protéine PHEX, ne permet pas de comprendre si la fonction de cette protéine est uniquement de réguler le métabolisme phosphocalcique systémique, ou bien également de réguler les étapes de la minéralisation matricielle.
Matériels et méthodes: Pour répondre à ces questions, nous avons cherché à mettre au point un modèle de minéralisation humaine in vitro, où il serait possible de réguler les paramètres systémiques afin de discriminer finement l’impact d’une mutation sur la minéralisation matricielle locale, indépendamment des interférences du métabolisme phosphocalcique systémique. Ainsi, nous avons ensemencé des cellules pulpaires primaires de patients sains dans des matrices de collagène dense. Ces cellules ont été cultivées jusqu’à 24 jours et l’analyse de la phase moléculaire par western blot sur les protéines de la minéralisation, et l’analyse de l’activité de la phosphatase alcaline ont montré un engagement dans la voie de différenciation ostéogénique.
Résultats: Les analyses de la phase minérale ont montré une accumulation de phosphate et de calcium, l’analyse par FTIR a montré des pics de phosphate et de carbonate et l’analyse par microscopie électronique a montré des cristaux d’hydroxyapatite au sein du collagène. Ainsi, un modèle efficace de minéralisation humaine in vitro à partir de cellules primaires a été mis en place et pourra désormais être utilisé avec des cellules mutés sur des gènes d’intérêt tel que le gène Phex.

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