Des chercheurs du Département de Médecine de l’École de Médecine Clinique, LKS Faculty of Medicine, de l’Université de Hong Kong (HKUMed) ont mis en lumière un processus biologique qui explique comment l’activité physique contribue à maintenir des os solides. Cette découverte pourrait ouvrir la voie à de nouveaux traitements pour l’ostéoporose et la perte osseuse, en particulier pour les personnes incapables d’exercer une activité physique.
L’équipe a découvert qu’une protéine spécifique agit comme un « capteur d’exercice » dans le corps, permettant ainsi aux os de réagir aux mouvements physiques. Cette avancée offre la possibilité de développer des médicaments qui reproduisent les bénéfices de l’exercice, apportant de nouveaux espoirs aux personnes âgées, aux patients alités et à ceux souffrant de maladies chroniques, qui sont plus à risque de fractures. Les résultats de cette étude ont été publiés dans la revue Signal Transduction and Targeted Therapy.
« L’ostéoporose et la perte osseuse liée à l’âge touchent des millions de personnes dans le monde, laissant souvent les patients âgés et alités vulnérables aux fractures et à la perte d’autonomie », a déclaré le professeur Xu Aimin, Directeur du Laboratoire Clé d’État en Biotechnologie Pharmaceutique et Professeur titulaire au Département de Médecine de HKUMed, qui a dirigé l’étude. « Les traitements actuels reposent fortement sur l’activité physique, que de nombreux patients ne peuvent tout simplement pas pratiquer. Nous devons comprendre comment nos os se renforcent lors des mouvements ou de l’exercice avant de pouvoir reproduire ces bénéfices au niveau moléculaire. Cette étude est une étape cruciale vers cet objectif. »
Pourquoi la perte osseuse s’aggrave avec l’âge
Les fractures osseuses causées par l’ostéoporose représentent un problème de santé publique majeur à l’échelle mondiale. Selon l’Organisation mondiale de la santé, environ une femme sur trois et un homme sur cinq âgés de plus de 50 ans subiront une fracture due à des os affaiblis. À Hong Kong, la problématique est particulièrement préoccupante, avec 45 % des femmes et 13 % des hommes âgés de 65 ans et plus atteints d’ostéoporose. Ces fractures entraînent souvent des douleurs chroniques, une mobilité réduite et un risque accru de perte d’autonomie, imposant ainsi une pression considérable sur les systèmes de santé.
Avec l’âge, les os perdent naturellement de la densité et deviennent plus poreux. À l’intérieur de la moelle osseuse se trouvent des cellules souches mésenchymateuses, qui peuvent se transformer en tissu osseux ou en cellules graisseuses. Ces cellules réagissent fortement aux forces physiques telles que le mouvement et la pression. Cependant, avec l’âge, cet équilibre se déplace, entraînant une augmentation de la transformation de ces cellules souches en cellules graisseuses plutôt qu’en tissu osseux.
Lorsque la graisse s’accumule dans la moelle osseuse, elle éjecte le tissu osseux sain. Ce processus fragilise davantage les os et crée un cycle de détérioration difficile à inverser avec les thérapies actuelles.
Piezo1 : le capteur d’exercice des os
Grâce à des expériences menées sur des modèles murins et des cellules souches humaines, les chercheurs ont identifié une protéine nommée Piezo1, présente à la surface des cellules souches mésenchymateuses dans la moelle osseuse. Cette protéine fonctionne comme un capteur mécanique, détectant les forces physiques générées lors du mouvement et de l’exercice.
Lorsque Piezo1 est activé par l’activité physique chez les souris, il limite l’accumulation de graisse dans la moelle osseuse et favorise la formation de nouvelles cellules osseuses. En l’absence de cette protéine, le phénomène est inversé : les cellules souches deviennent davantage des cellules graisseuses, accélérant ainsi la perte osseuse. De plus, l’absence de Piezo1 déclenche la libération de signaux inflammatoires (Ccl2 et lipocaline-2), qui poussent davantage les cellules souches vers la production de graisse et interfèrent avec la croissance osseuse. Bloquer ces signaux permet de rétablir de meilleures conditions osseuses.
Imiter l’exercice pour ceux qui ne peuvent pas bouger
« Nous avons essentiellement décrypté comment le corps transforme le mouvement en os plus solides », a déclaré le Professeur Xu Aimin. « Nous avons identifié le capteur moléculaire d’exercice, Piezo1, et les voies de signalisation qu’il contrôle. Cela nous donne une cible claire pour l’intervention. En activant la voie de Piezo1, nous pouvons imiter les bénéfices de l’exercice, trompant ainsi le corps en lui faisant croire qu’il est en mouvement, même en l’absence d’activité physique. »
Le Dr Wang Baile, Professeur adjoint de recherche dans le même département et co-leader de l’étude, a insisté sur l’importance de ces résultats pour les populations vulnérables. « Cette découverte est particulièrement significative pour les personnes âgées et les patients qui ne peuvent pas faire d’exercice en raison de leur fragilité, de blessures ou de maladies chroniques. Nos résultats ouvrent la voie au développement de ‘mimétiques d’exercice’ – des médicaments qui activent chimiquement la voie de Piezo1 pour aider à maintenir la masse osseuse et favoriser l’autonomie. »
Le Professeur Eric Honoré, Chef de groupe à l’Institut de Pharmacologie Moléculaire et Cellulaire du CNRS, et co-leader de la recherche, a souligné l’impact potentiel plus large. « Cela offre une stratégie prometteuse au-delà de la thérapie physique traditionnelle. À l’avenir, nous pourrions potentiellement fournir les bénéfices biologiques de l’exercice par le biais de traitements ciblés, ralentissant ainsi la perte osseuse chez des groupes vulnérables tels que les patients alités ou ceux à mobilité limitée, ce qui réduirait considérablement leur risque de fractures. »
Vers de nouveaux traitements pour l’ostéoporose
Actuellement, l’équipe de recherche est concentrée sur la traduction de ces découvertes en applications cliniques. Leur ambition est de développer de nouvelles thérapies visant à préserver la force osseuse et à améliorer la qualité de vie des personnes âgées et de celles alitées.
Points importants à retenir
- Des recherches récentes ont identifié Piezo1 comme un capteur clé permettant aux os de réagir à l’activité physique.
- Ce processus pourrait donner lieu à de nouvelles thérapies pour l’ostéoporose, surtout pour les personnes incapables de bouger.
- L’accumulation de cellules graisseuses dans la moelle osseuse est exacerbée avec l’âge, affaiblissant les os.
- La recherche mène vers des médicaments qui imitent les effets bénéfiques de l’exercice sans nécessiter d’activité physique.
Cette avancée soulève des interrogations sur les méthodes traditionnelles de traitement de l’ostéoporose et nous incite à réfléchir sur les options thérapeutiques accessibles aux personnes les plus fragiles. En tant que société, avons-nous suffisamment de structures pour accompagner l’essor de ces nouvelles pistes de traitement ? Comment garantir que ces découvertes profitent à tous ?
