Pourquoi le tabagisme et la consommation d'alcool pourraient-ils augmenter le risque d'ostéoporose?
Des recherches récentes ont découvert un mécanisme cellulaire qui pourrait aider à expliquer pourquoi le tabagisme, l'alcool et d'autres facteurs modifiables pourraient augmenter le risque de développer l'ostéoporose, une maladie osseuse.
Le mécanisme pousse un type de cellule du système immunitaire à se transformer en ostéoclastes, qui sont un type de cellule qui résorbe ou dissout les os.
Il semble que les mitochondries, les minuscules enceintes qui produisent de l'énergie dans les cellules, envoient un signal qui déclenche ce processus en cas de stress.
Lorsque cela se produit dans les mitochondries des macrophages, les cellules se transforment en ostéoclastes. Les macrophages sont des cellules immunitaires prolifiques qui éliminent les déchets cellulaires et les corps étrangers en les avalant et en les digérant.
Les chercheurs à l'origine de cette découverte viennent de l'Université de Pennsylvanie (Penn) à Philadelphie et de la Icahn School of Medicine du Mount Sinai dans la ville de New York. Ils écrivent sur leurs découvertes dans un récent Journal FASEB papier d'étude.
«Nous montrons dans cet article que lorsque la fonction mitochondriale est affectée, cela affecte non seulement la production d'énergie, mais déclenche également un type de signal de stress qui induit la surproduction d'ostéoclastes», explique l'auteur principal de l'étude Narayan G. Avadhani, qui est professeur de biochimie. à la Penn's School of Veterinary Medicine.
Certains des facteurs environnementaux, tels que le tabagisme, la consommation d'alcool et certains médicaments, qui peuvent altérer la fonction des mitochondries, semblent également augmenter le risque d'ostéoporose.
Le professeur Avadhani et ses collègues suggèrent que la voie de signalisation du stress qu'ils ont découverte pourrait en être la raison.
Ils ont démontré leurs découvertes sur des macrophages cultivés en laboratoire et des souris avec des mitochondries dysfonctionnelles.
Génération et résorption osseuse
L'ostéoporose est une maladie qui rend les os moins denses et plus poreux et cassants. Cela augmente considérablement le risque de fracture.
À mesure que les gens vieillissent, leur risque de développer l'ostéoporose augmente. En effet, l'équilibre entre la génération osseuse et la résorption osseuse change avec l'âge.
Au moment où la plupart des gens atteignent la trentaine, leur densité osseuse a atteint un sommet. Après cela, la densité osseuse diminue à mesure que l'équilibre favorise progressivement la résorption par rapport à la génération.
Selon l'International Osteoporosis Foundation (IOF), 1 femme sur 3 et 1 homme sur 5 de plus de 50 ans souffriront d'une fracture osseuse due à l'ostéoporose.
L'IOF estime également qu'environ 75 millions de personnes aux États-Unis, en Europe et au Japon souffrent d'ostéoporose et que l'ostéoporose entraîne plus de 8,9 millions de fractures osseuses par an dans le monde.
Dans leur article d'étude, les auteurs écrivent que la voie de signalisation rétrograde mitochondrie-noyau (MtRS) aide les cellules à s'adapter au stress.
Une enquête antérieure les avait déjà amenés à découvrir qu'une manière de déclencher cette voie peut induire la différenciation des macrophages en ostéoclastes qui résorbent l'os.
"Cependant," notent-ils, "les mécanismes par lesquels les macrophages détectent et répondent au stress cellulaire restent flous."
Les mitochondries endommagées favorisent les ostéoclastes
Pour explorer comment les dommages mitochondriaux pourraient être impliqués, ils ont mené des expériences sur des macrophages de souris cultivés en laboratoire. Ils ont induit des dommages dans les macrophages en perturbant une enzyme appelée cytochrome oxydase C, qui aide à réguler la production d'énergie mitochondriale.
Cela a amené les macrophages à libérer diverses molécules de signalisation qui non seulement ont déclenché une inflammation, mais qui ont également semblé inciter les cellules à se différencier en ostéoclastes.
Un examen plus approfondi a révélé que quelque chose de particulier se passait avec une autre molécule appelée RANK-L. La génération osseuse libère RANK-L, qui déclenche la résorption osseuse. Cela aide à maintenir l'équilibre entre les deux processus.
Cependant, l'équipe a constaté que lorsque les mitochondries endommagées envoyaient des signaux, les macrophages continuaient à se différencier en ostéoclastes - et, par conséquent, favorisaient la résorption osseuse - même lorsqu'il n'y avait pas beaucoup de RANK-L autour.
Une dernière série de tests dans un modèle murin de dysfonctionnement mitochondrial a confirmé les résultats.
L'équipe envisage de mener d'autres études pour savoir si la préservation de la fonction mitochondriale pourrait réduire le risque d'ostéoporose.
«À certains égards, la signalisation du stress mitochondrial pourrait même remplacer RANK-L. Nous ne le savons pas pour le moment, mais nous prévoyons d’examiner cela plus en détail. »
Prof. Narayan G. Avadhani
