Une nouvelle étude sur la façon dont les cellules osseuses s'organisent pendant la formation osseuse pourrait ouvrir la porte à une meilleure compréhension de maladies telles que l'ostéoporose.

La recherche, dirigé par le Max Planck Institute of Colloids and Interfaces à Potsdam, Allemagne, a utilisé une approche interdisciplinaire combinant la biologie, la médecine et la physique pour analyser le réseau lacuno-canaliculaire des ostéocytes (OLCN) dans différents types d'os de souris et de mouton.

Présenter leurs résultats aujourd'hui dans le Nouveau Journal de Physique , l'équipe montre qu'il existe un mécanisme universel derrière la façon dont les cellules individuelles se sont organisées en un grand réseau interconnecté au cours de la formation et de la minéralisation osseuses.

Dr Philip Kollmannsberger, qui a dirigé la recherche, a déclaré :"Les ostéocytes et leurs processus cellulaires "vivent" dans un grand réseau interconnecté de vides imprégnant la matrice osseuse minéralisée de la plupart des vertébrés. On pense que ce réseau lacuno-canaliculaire d'ostéocyte (OLCN) joue un rôle important dans la détection et le maintien de l'environnement interne constant de l'os, et pour les propriétés mécaniques de l'os.

"Bien que la structure de la matrice extracellulaire de l'os ait été largement étudiée à des échelles ultrastructurales et macroscopiques, il y a un manque de connaissances quantitatives sur la façon dont le réseau cellulaire est organisé."

Les résultats ont permis à l'équipe de définir un certain nombre de mesures quantitatives dérivées de la physique des réseaux complexes. Ces mesures leur ont permis de mieux comprendre l'efficacité de l'organisation du réseau en termes de transport intercellulaire et de communication.

Les mesures ont montré que le réseau cellulaire est régulièrement organisé, le tissu osseux à croissance lente des moutons est moins connecté, mais plus efficacement organisé par rapport au tissu osseux irrégulier et à croissance rapide de souris.

Au niveau des propriétés topologiques statistiques, cependant, les deux types de réseaux sont indiscernables, suggérant un mécanisme universel sous-jacent à l'auto-organisation des cellules individuelles en un grand réseau interconnecté au cours de la formation et de la minéralisation osseuses.

Le Dr Kollmannsberger a déclaré :« La quantification que nous avons développée pourrait être utile pour évaluer la qualité des os au cours du développement physiologique ou des conditions pathologiques de l'âge, maladie et intervention pharmaceutique, complémentaire aux mesures existantes telles que la densité minérale osseuse.

"Bien que nous n'ayons pas appliqué notre analyse pour comparer un os sain à un os malade, notre choix de différents types d'os, reflétant différents degrés d'organisation, démontre le potentiel de notre méthode pour quantifier les différences d'efficacité."