Littérature scientifique sur le sujet « Fragilité osseuse »

- L’IL-32 est un biomarqueur potentiel pour prédire la formation osseuse au cours de la SPA. Il contribue à la différentiation des cellules ostéoblastiques via l’inhibition du DKK1. - La résorption osseuse et la dysrégulation de l’expression des marqueurs nociceptifs (TRPV1 et CGRP) sont une des causes de la douleur au cours de l’ostéoporose post ménopausique, et pourraient être prévenus par l’Alendronate. - La prévalence de l'ostéoporose est élevée chez les patients atteints de sclérodermie. Il existe une altération osseuse trabéculaire. L’indice de masse corporelle faible, l’âge avancé, les ulcères digitaux et la présence des anticorps anti-centromères sont des facteurs prédictifs de la fragilité osseuse. - L’évaluation ultrasonographique du tissu osseux, à travers le score de fragilité, constitue une méthode innovante dans l'identification précoce des patients à risque élevé de fracture ostéoporotique comparativement à l’ostéodensitométrie. - Trabecular Bone Score (TBS) est un paramètre pertinent pour l’évaluation de la microarchitecture osseuse et donc dans le diagnostic de la fragilité osseuse au rachis lombaire et au niveau de la hanche indépendamment de l’ostéodensitométrie. - Vertebral fracture assessment (VFA) est une technique d’imagerie fiable, performante pour le diagnostic des fractures vertébrales prévalentes et incidentes. Elle constitue une alternative à la radiographie standard. - Le romosozumab (anticorps anti-sclérostine), augmente significativement la Densité Minérale Osseuse volumique au rachis lombaire et à la hanche totale comparativement au teriparatide. Cette efficacité est obtenue aussi bien aux compartiments osseux trabéculaire que cortical. - Il existe un gain densitométrique précoce dans l’ostéoporose associée à la PR après deux ans de traitement par teriparatide. Cependant, des résultats paradoxaux ont été retrouvés dans le groupe de patients recevant concomitamment une biothérapie, attribués à une interférence médicamenteuse. - Chez les patients recevant une corticothérapie au long cours, sans efficacité densitométrique sous bisphosphonates, 12 mois de traitement par le denosumab est associé à un gain densitométrique aussi bien au rachis lombaire qu’au niveau de la hanche, avec une bonne tolérance sous traitement. - Si le Denosumab (Anticorps anti-RANKL) est associé à une augmentation significative de la Densité Minérale Osseuse et à une faible incidence de fractures vertébrales et périphériques, 4 types d’effets secondaires ont été attribués à ce dernier : Fractures atypiques fémorales, ostéonécroses de la mâchoire, hypocalcémies symptomatiques et réactions allergiques. En revanche, le rapport bénéfice/risque reste plutôt favorable.

Le tiers des coûts des fractures ostéoporotiques en Europe résulte de fractures chez les hommes. Après 70 ans, l'incidence des fractures augmente et la mortalité post-fracture de la hanche est plus élevée chez les hommes que chez les femmes. Les facteurs d'environnement (activité physique, tabac) sont impliqués dans le risque de fracture dans les 2 sexes, avec le même impact. Nous avons montré qu'au sein des couples vivant ensemble depuis 40 ans, issus de notre cohorte prospective VIGGOS, les facteurs d'environnement étaient concordants entre époux. En revanche, il n'existait pas de concordance pour les facteurs osseux (absence de perte osseuse chez les hommes, contrairement à leurs épouses). Cela suggère un impact différent des facteurs d'environnement sur l'os des hommes et des femmes de plus de 60 ans. Par ailleurs, nous avons étudié sur des biopsies osseuses évaluées par histomorphométrie la relation entre la prévalence de fracture vertébrale (FV) et les paramètres micro-architecturaux chez des hommes présentant une ostéoporose idiopathique (IO). Nous avons trouvé des modifications micro-architecturales trabéculaires chez les sujets présentant une FV. L'épaisseur corticale entre les sujets avec FV et les sujets sans FV était identique (ce qui différait de résultats d'études chez des femmes). En revanche, la porosité corticale était augmentée chez les hommes avec FV. Ceci suggère le rôle de la porosité corticale dans la résistance osseuse chez les sujets ostéoporotiques. Ainsi, pour mieux appréhender les caractéristiques architecturales des os des hommes atteints d'IO avec et sans fracture, et les caractéristiques biochimiques afférentes, nous menons une étude transversale cas/témoins auprès d'hommes âgés de 40 à 70 ans. Nous espérons que nos résultats aideront à la décision pour traiter ou non les sujets fracturés atteints d'IO
The third of the costs of osteoporotic fractures in Europe results from fractures in men. After 70 years, the incidence of fractures increases and the mortality after hip fracture is higher in men than in women. The environmental factors (physical activity, tobacco) are involved in the hip fracture risk in both sexes, with the same impact. We showed that within couples living together for 40 years, from our prospective cohort VIGGOS, the environmental factors were concordant between spouses, whereas bone factors were not. We have found bone loss in women but not in their husbands. This suggests that environmental factors have a different impact on bones of men and women of 60 years old and over. Moreover, on bone biopsies analysed with histomorphometry, we have studied the relation between thé prevalence of vertebral fracture (VF) and the micro-architectural parameters in men with idiopathic osteoporosis (IO). We have found trabecular modifications in men with VF. Cortical thickness was the same between the men with VF and the men with no VF (in contrast with results published in women studies). But cortical porosity increased in men with VF. This suggests a role of cortical porosity in bone resistance in osteoporotic subjects. In order to evaluate the microarchitectural characteristics of the bones in men with IO with or without fracture, and the biochemical characteristics associated, we are conducting a cross-sectional case/control study including men aged from 40 to 70 years. We hope that our results will help in the decision to treat or not fractured subjects with IO

Le rôle de la microstructure trabéculaire et corticale dans la résistance osseuse et le risque de fracture est bien documenté mais son déterminisme génétique n’a pas encore été étudié. Pour savoir si la microarchitecture osseuse et le métabolisme osseux ont un déterminisme héréditaire, une étude épidémiologique transversale (étude MODAM) a été menée pour évaluer la ressemblance familiale de la microarchitecture osseuse chez les femmes ménopausées et leurs filles non ménopausées en utilisant la tomodensitométrie quantitative périphérique haute résolution (HR-pQCT). Nous avons constaté que les filles des femmes ayant subi une fracture ont une densité osseuse volumétrique totale (vBMD) plus faible, des corticales amincies, et une altération de la microarchitecture osseuse trabéculaire au niveau du radius distal et du tibia comparativement aux filles dont les mères n’ont pas eu de fracture. Une autre étude épidémiologique transversale (étude MINOS) a été menée pour évaluer la corrélation de la densité minérale osseuse (DMO), de la taille des os, des marqueurs du remodelage osseux (BTM) et des hormones de régulation du remodelage osseux dans des paires de frères et des paires d'hommes non apparentés, appariés pour l'âge, le poids et la taille. Nous avons constaté que la taille des os, la DMO à certains sites du squelette et la plupart des BTM étaient plus fortement corrélés chez les frères comparativement aux hommes non apparentés. Ces données suggèrent un déterminisme héréditaire substantiel des niveaux de BTM chez les hommes. En conclusion, nous développons et confirmons l'importance des facteurs familiaux dans la pathogénie de l'ostéoporose chez les femmes et les hommes
The role of trabecular and cortical microstructure in bone strength and fracture risk is well documented, but its genetic determinism has not yet been studied. To find whether the bone microarchitecture, and bone metabolism have a strong hereditary determinism, a crosssectional epidemiological study (MODAM study) was conducted, investigating the familial resemblance of bone microarchitecture in postmenopausal mothers and their premenopausal daughters using high-resolution peripheral quantitative computed tomography (HR-pQCT). We found that daughters of women with fracture have lower total volumetric bone mineral density (vBMD), thinner cortices, and impaired trabecular microarchitecture at the distal radius and tibia, compared with daughters of women without fracture. Another cross-sectional epidemiological study (MINOS study) was conducted to assess the correlation of bone mineral density (BMD), bone size, bone turnover markers (BTMs) and hormones regulating bone turnover in pairs of brothers and pairs of unrelated men, matched for age, weight and height. We found that bone size, BMD at some skeletal sites and most of the BTM levels correlated more strongly in the brothers than in the unrelated men. These data suggest a substantial hereditary determinism of the BTM levels in men. In conclusion, we expand and confirm the importance of familial factors in the pathogenesis of osteoporosis in both women and men

La microarchitecture osseuse est un des déterminants de la qualité osseuse qui peut maintenant être évalué in vivo au radius et au tibia distal avec une résolution isotropique de 82μm par un nouveau scanner à haute résolution (XtremeCT, SCANCO Medical AG). Nous avons montré qu’il s’agissait d’une technique prometteuse pour évaluer la densité et la microarchitecture osseuse au niveau de sites périphériques, tant par sa reproductibilité (CV variant de 0,7 à 4,4%) que sa capacité à détecter des changements liés à l’âge ou à la maladie (ostéopénie ou ostéoporose). Nous avons également montré que cette microarchitecture était associée aux fractures de fragilité indépendamment, pour partie, de la densité osseuse mesurée par DXA. En couplant ces mesures à une analyse par éléments finis, nous avons pu estimer que les propriétés mécaniques de l’os pourraient fournir des informations sur la fragilité osseuse et le risque de fracture non évaluées par sa densité ou sa microarchitecture seule
Bone microarchitecture is one of the determinants of bone quality that can now be evaluated in vivo at the distal radius and tibia with an isotropic resolution of 82μm with a new high-resolution peripheral scanner (XtremeCT, SCANCO Medical AG). Our studies show that this technique is promising to assess bone density and microarchitecture at peripheral skeletal sites, both in terms of reproducibility (CV ranging from 0. 7 to 4. 4%) and ability to detect age and disease-related changes (osteopenia or osteoporosis). We also demonstrated that this microarchitecture is associated with fragility fractures partly independent of bone density as assessed by DXA. When finite element analysis was added to this technique, we determined that bone mechanical properties can provide information about skeletal fragility and fracture risk not assessed by density or microarchitecture measurements alone

La microarchitecture osseuse est un des déterminants de la qualité osseuse qui peut maintenant être évaluée in vivo au radius et au tibia distaux avec une résolution isotropique de 82μm par un nouveau scanner à haute résolution (XtremeCT, SCANCO Medical AG). Par ailleurs, l’utilisation d’analyse en éléments finis sur les volumes 3D obtenus permet d’évaluer les propriétés biomécaniques de l’os comme la résistance osseuse. Nous avons montré qu’il s’agissait d’une technique prometteuse pour évaluer la densité, la microarchitecture et les propriétés biomécaniques osseuses au niveau des sites périphériques, notamment parce que ces mesures étaient associées chez la femme avec des fractures ostéoporotiques de toutes sortes. Nous avons également montré que les mêmes mesures étaient tout aussi pertinentes chez l’homme, alors qu’il est moins sujet à l’ostéoporose. Les résultats étaient associés aux fractures ostéoporotiques de toutes sortes, notamment les fractures vertébrales. L’analyse en éléments finis permet donc la mesure in vivo de la résistance osseuse, ce qui pourrait fournir des informations sur la fragilité osseuse et le risque de fracture non accessible par les seules mesures de densité ou de microarchitecture osseuse
Bone microarchitecture is one of the determinants of bone quality that can now be evaluated in vivo at the distal radius and tibia with an isotropic resolution of 82μm with a new high-resolution peripheral scanner (XtremeCT, SCANCO Medical AG). Moreover, the use of finite element analysis on the 3D bone volume acquired allows the assessment of bone biomechanical properties such as bone strength. Our studies show that this technique is promising to assess bone density, microarchitecture and strength at peripheral skeletal sites. Indeed those measures were associated with osteoporotic fractures of all kinds in women. We also demonstrated that those same measures were associated with osteoporotic fractures of all kinds, including vertebral fractures, in men, who are less prone to be affected by osteoporosis. Finite element analysis allows in vivo measurement of bone strength, which might provide additional information about bone fragility and fracture risk that are not assessed by measures of density or microarchitecture

La microarchitecture osseuse est un des déterminants de la qualité osseuse qui peut maintenant être évaluée in vivo au radius et au tibia distaux avec une résolution isotropique de 82μm par un nouveau scanner à haute résolution (XtremeCT, SCANCO Medical AG). Par ailleurs, l'utilisation d'analyse en éléments finis sur les volumes 3D obtenus permet d'évaluer les propriétés biomécaniques de l'os comme la résistance osseuse. Nous avons montré qu'il s'agissait d'une technique prometteuse pour évaluer la densité, la microarchitecture et les propriétés biomécaniques osseuses au niveau des sites périphériques, notamment parce que ces mesures étaient associées chez la femme avec des fractures ostéoporotiques de toutes sortes. Nous avons également montré que les mêmes mesures étaient tout aussi pertinentes chez l'homme, alors qu'il est moins sujet à l'ostéoporose. Les résultats étaient associés aux fractures ostéoporotiques de toutes sortes, notamment les fractures vertébrales. L'analyse en éléments finis permet donc la mesure in vivo de la résistance osseuse, ce qui pourrait fournir des informations sur la fragilité osseuse et le risque de fracture non accessible par les seules mesures de densité ou de microarchitecture osseuse.

L'obésité est un facteur de risque majeur de diabète de type 2 (DT2), favorisés par une inflammation systémique et une résistance à l'insuline. Ces pathologies métaboliques sont associées à une fragilité osseuse augmentant significativement le risque de fracture souvent sans modification de la masse osseuse. Elles s'accompagnent aussi d'un niveau de graisse dans la moelle osseuse (adiposité médullaire (AM)) anormalement élevé et suspectée de jouer un rôle délétère sur l'os. Cependant, les mécanismes responsables de l'accroissement de l'AM et ses conséquences sur l'os sont encore mal définis. Les défensines et la cathélicidine, des peptides antimicrobiens de l'immunité innée dont l'expression est modifiée dans l'obésité et le DT2, semblent influencer la différenciation ostéoblastique de cellules souches squelettiques (CSS). Cette thèse explore les relations entre l'expression du gène de la cathélicidine, la régulation de l'AM, et les altérations osseuses dans les contextes d'obésité et de DT2. La première partie de ce travail a évalué, dans des modèles murins d'obésité (basé sur un régime riche en lipides, High Fat Diet-HFD) et de DT2 (HFD associé à un traitement par streptozotocine-STZ), les relations entre l'expression de la cathélicidine murine (CRAMP : cathelicidin-related antimicrobial peptid), l'AM, la microarchitecture et la fragilité osseuse. Les souris C57BL/6J mâles soumises à un régime HFD développent une obésité hyperinsulinémique, caractérisée par un gain de poids, une hyperglycémie modérée, une intolérance au glucose et une insulino-résistance. Cette obésité a induit une réduction de l'épaisseur trabéculaire et corticale du tibia, associée à une expansion significative de l'AM, sans modification des taux circulants du peptide CRAMP malgré une baisse de l'expression de ses transcripts dans le tissu adipeux viscéral (TAV). Ces observations soulignent un effet de l'insuline sur l'accumulation des adipocytes médullaires (AdMeds). En revanche, le modèle HFD/STZ induit une hyperglycémie et une insulinopénie marquées, caractéristiques d'un DT2, limitant l'expansion des graisses périphériques et médullaires par rapport aux souris HFD. Ces souris diabétiques présentent une fragilité osseuse accrue, avec une réduction du nombre de trabécules de tibia et une baisse de rigidité de l'os cortical fémoral, associées à des taux réduits de CRAMP circulant. Cela suggèrent une corrélation entre la diminution de CRAMP circulant dans le DT2 et une qualité osseuse compromise à l'origine de la fragilité osseuse des souris diabétiques. Dans la deuxième partie de cette thèse, nous avons étudié in vitro l'expression du gène de la cathélicidine humaine (CAMP) dans les AdMeds différenciés à partir de CSS, et sa régulation par divers stimuli métaboliques. Pour la première fois, nous avons détecté l'expression des transcrits de CAMP dans les AdMeds dès le jour 3 de différenciation, avec une augmentation linéaire jusqu'à maturité des AdMeds au jour 21. En présence de fortes concentrations de glucose (11 ou 25 mM), le taux d'ARNm de CAMP est significativement réduit dans les AdMeds, ce qui corrobore la corrélation négative observée entre CRAMP circulant et la glycémie des souris diabétiques. En outre, le traitement des AdMeds différenciés avec du butyrate ou de l'oléate a entraîné une augmentation des ARNm de CAMP, tandis que le propionate a induit un effet inverse. Ces régulations suggèrent que les taux altérés d'acides gras libres dans les contextes d'obésité/DT2 ou de fragilité osseuse peuvent impacter la sécrétion de CAMP dans le plasma et la moelle osseuse. Ce travail de thèse suggère que l'expression systémique de CAMP pourrait constituer un marqueur immuno-métabolique de la fragilité osseuse associée au DT2. D'autres études sont nécessaires pour préciser les mécanismes régulant l'expression de la cathélicidine en contextes d'obésité et de DT2 et mieux comprendre son rôle dans la régulation de l'AM et de la qualité osseuse
Obesity is a major risk factor for developing type 2 diabetes (T2D), the diseases favoured by systemic inflammation and insulin resistance. These metabolic diseases are associated to bone fragility increasing significantly the risk of fracture, often without modification in bone mineral density. Obesity and T2D are also accompanied by an abnormal high level of fat in the bone marrow (bone marrow adiposity (BMA)) which is suspected to exert a deleterious effect on the bone. However, the underlying mechanisms increasing the BMA and its consequences on bone tissue are not fully understood. The defensins and the cathelicidin, the antimicrobial peptides of the innate immunity the expression of which is modified in obesity and T2D, seem to influence the osteoblastic differentiation of skeletal stem cells (SSC). This PhD thesis explores the relationships between the expression of the cathelicidin gene, the regulation of BMA, and the bone alterations in the context of obesity and T2D. The first part of this work evaluated, in murine models of obesity -based on High Fat Diet - HFD) and of T2D (induced by HFD combined with streptozotocin-STZ treatment), the relations between the expression of the murine cathelicidin (CRAMP : cathelicidin-related antimicrobial peptide), the BMA, and bone microarchitecture and fragility. C57BL/6J male mice fed with HFD have developed hyperinsulinemic obesity, characterized by weight gain, a moderate hyperglycaemia, an impaired glucose tolerance with an insulin resistance. This obesity induced decreased trabecular and cortical thickness of the tibia, associated with a significant expansion of BMA, without changes in the circulating levels of the CRAMP peptide despite a decreased expression of its transcripts in visceral adipose tissue (VAT). These findings highlight the role of insulin in the accumulation of bone marrow adipocytes (BMAds). In contrast, the HFD/STZ mice model induces a marked hyperghycemia and insulinopenia, features of T2D, limiting the expansion of both peripheral and marrow fat as compared to the HFD group. The HFD/STZ diabetic mice also exhibit increased bone fragility, as characterized by a reduction in the trabeculae number of the tibia and a decrease of cortical rigidity of the femur, associated with decreased of CRAMP circulating levels. These alterations suggest a correlation between declined serum levels of CRAMP with a compromised bone quality leading to the bone fragility in diabetic mice. In the second part of this thesis, we studied in vitro the expression of the human cathelicidin gene (CAMP) in BMAds differentiated from SSC, as well as its regulation in response to various metabolic stimuli. For the first time to our knowledge, this study detected the expression of CAMP transripts in BMAds as early as the third day of differentiation, with a gradual increase until mature adipocytes on day 21. Under high glucose concentration (11 or 25 mM), the mRNA levels of CAMP are significantly reduced in BMAds, thus corroborating the negative correlation observed between circulating CRAMP and glycaemia in diabetic mice. Furthermore, treatment of differentiated BMAds with butyrate or oleate led to an increase in CAMP transcripts, whereas propionate caused an opposite effect on CAMP expression in vitro. These regulations suggest that abnormal levels of free fatty acids in the contexts of obesity and T2D or of bone fragility, may have effects on plasma and bone marrow levels of CAMP. Although further studies are needed, this thesis work suggests that the systemic expression of CAMP could constitute an immune-metabolic marker of bone fragility related to T2D. Future research is essential to clarify the mechanisms regulating the cathelicidin expression and better understand its role in the regulation of BMA and bone quality in the contexts of obesity and T2D

Chez l’enfant, les fractures alvéolo-dentaire sont plus fréquentes que les fractures basales car l’os est plus élastique que chez l’adulte. Cependant la présence de germes fragilise la mandibule (Cole 2009). Concernant les fractures squelettiques maxillo-faciales, 55% concernent les condyles mais seulement 8% concernent l’angle. La prise en charge entre l’adulte et l’enfant diffère du fait du risque d’accident d’évolution des germes et des troubles de croissance secondaires. Le cas présenté à été pris en charge au Centre Hospitalier de Pau. Il concerne un enfant de 8 ans ayant présenté une fracture comminutive de l’angle mandibulaire gauche avec plaie submandibulaire et sublinguale suite à un accident domestique. L’examen clinique dans ce contexte fut difficile. L’examen tomodensitométrique avait mis en évidence une fracture déplacée de l’angle mandibulaire gauche passant par le germe de 37. Il a bénéficié d’une exploration cervicale ( vasculaire, nerveuse et glandulaire) et d’une ostéosynthèse basilaire et sur la ligne oblique externe par voie d’abord mixte selon les plaies. Une plaque de 1,5mm sur la ligne oblique et sur le rebord basilaire ont été posées avec des vis mono corticale de 5 mm. Un contrôle clinique et radiologique a été réalisé a 15 jours et 2 mois sans complications post opératoire. L’ablation du matériel à été réalisé à 3 mois en reprenant les mêmes voie d’abord. Le contrôle a 1 mois et 6 mois après dépose du matériel n’a pas mis en évidence d’accident dévolution sur le germe de 37. La réduction de la fracture de l’angle déplacé chez l’adulte se fait par une plaque rigide sur la ligne oblique externe associée ou non à une ostéosynthèse basilaire. Chez l’enfant les auteurs recommandent une réduction basilaire pour ne pas atteindre les germes des dents définitives avec abord cervical, endobuccal ou mixte (Zimmermann 2006). Consolidation osseuse chez l’adulte 6 semaines, 3 semaines chez l’enfant car le potentiel ostéogénique est supérieur à celui de l’adulte. Si le condyle est reconnu comme centre du potentiel de croissance, la mandibule répond à une croissance adaptative et maintenir une ostéosynthèse rigide après le délai de consolidation pourrait entraîner des troubles de la croissance (Wheeler 2011). Chez l’adulte l’ablation du matériel d’ostéosynthèse n’est pas systématique, et est réalisé en moyenne à 6 mois a 1 an post opératoire. Chez l’enfant la moyenne est a 3 mois post opératoire (Bakathir 200). Pour l’instant les plaques résorbables ne montrent pas entière satisfaction, du fait de la réaction inflammatoire importante qu’elles induisent.