SOFARTHRO.com. L obésité : un facteur déterminant pour les fonctions des cellules cartilagineuses

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1 L obésité : un facteur déterminant pour les fonctions des cellules cartilagineuses MAINARD, D ; FRANCIN, PJ GUILLAUME, C ; POTTIE, P ; PRESLE, N UMR-CNRS 7561 «Physiopathologie, Pharmacologie et BioIngénierie Articulaires» Nancy, FRANCE Société Française d Arthroscopie (SFA) 3 décembre 2010, Aix en Provence

2 L obésité = nombreuses pathologies chroniques Arthrose Facteurs biomécaniques articulations non portantes (main) Oliveira, 1999 masse graisseuse = volume cartilage du genou Teichtahl, 2009 diminution de la douleur du genou arthrosique : réduction de la masse graisseuse > perte de poids Toda, 1998 facteurs métaboliques associés à l obésité arthrose

3 Leptine : adipokine produite par le tissu adipeux = facteur clé entre obésité & arthrose +++ seule adipokine : taux articulaire > taux sérique la leptine ses récepteurs fonctionnels sur-exprimés dans l arthrose expression de leptine = sévérité de l arthrose Dumond 2003 = facteur local capable de moduler la fonction chondrocytaire +++ contribution et mécanismes?

4 Buts de l Etude Influence de l Indice de Masse Corporel (IMC)? sur l activité phénotypique des chondrocytes expression des gènes : composants de la matrice cartilagineuse : aggrécanes, collagène type 2 anabolisme matriciel : IGF-1, TGF-β, TIMP-2 catabolisme matriciel : MMP-13 inflammation : Cox-2, inos, IL-1 réponse des chondrocytes à la leptine action déficiente comme dans l obésité?

5 Materiel et Méthodes Prélèvements de cartilage genou arthrosique (PTG) n = 25 patients, âge moyen 68,9 ± 9,5 IMC = 31 ± 5,3 (22,5-40,3) 12 patients (4, 8 ) normal ou surpoids : IMC < 30 kg/m 2 13 patients (5, 8 ) obèse : IMC > 30 kg/m 2

6 Extraction et traitement des chondrocytes digestion séquentielle des prélèvements extraction des chondrocytes et centrifugation suspension dans du DMEM + sérum de veau foetal culture mono-couche à confluence (37 C, 5% CO2) ensemencement dans des plaques 6 puits incubation dans du sérum dépourvu de medium hr-leptine 20, 100, 500 ng/ml

7 Extraction des ARN des chondrocytes Expression des gènes d intérêt analysée par qrt-pcr - aggrécanes, collagène type II - TGF- β, IGF-1 - MMP-13 - i-nos, COX 2, IL-1 Analyses des données SPSS software tests non paramétriques U-Mann Whitney méthode de corrélation de Spearman

8 Expression basale des gènes de chondrocytes non stimulés ratio : BMI > 30 sur BMI < 30 Résultats x 3,5 x 7 x 2 x 6 x 6,5 x 1 x 1 sur-expression : aggrécanes, IGF-1, TGF- β, TIMP-2, MMP-13 pas de différence : coll type 2., COX-2 non détecté : inos, IL-1

9 Effet de la leptine sur l expression des gènes de chondrocytes arthrosiques modifié pour les gènes étudiés selon : IMC des patients concentration de leptine utilisée Leptine à 20 ng/ml pas d effet significatif l expression génique excepté pour MMP-13 chez les obèses = action délétère

10 Effet de la leptine sur le collagène type 2 IMC < ng/ml : sur-expression ng/ml : pas d effet IMC > ng/ml : pas d effet 500 ng/ml : sur-expression Effect sur les aggrécanes IMC < ng/ml : pas d effet 500 ng/ml : sur-expression IMC > 30 pas d effet

11 Effet sur le TGF-β expression des gènes non modifiée quels que soient l IMC & la concentration de leptine Effet sur l IGF-1 IMC < ng/ml : sur-expression ng/ml : pas d effet IMC > ng/ml : pas d effet ng/ml : sur-expression réponse identique au collagène type II

12 Effet sur la MMP-13 IMC < 30 pas d effet quelle que soit la concentration IMC > 30 sur-expression pour toutes les concentrations Effet sur la TIMP-2 IMC < ng/ml : sur-expression (x5) 500 ng/ml : pas d effet IMC > 30 pas d effet quelle que soit la concentration de leptine

13 Effet de la leptine sur les médiateurs de l inflammation : - inos - IL-1 - COX-2 pas de modification du taux des ARNm excepté pour COX-2 leptine 100 ng/ml chez les patients obèses

14 Effet de la leptine dépendant de l IMC TIMP-2 sur-exprimé pour IMC < 30 MMP-13 sur-exprimée pour IMC >30 Effet dose-dépendant de la réponse à la leptine IMC < ng/ml : TIMP-2 sur-exprimé IMC < ng/ml : pas d effet sur TIMP-2 IMC > ng/ml : pas d effet pour coll type 2 IMC > ng/ml : sur-expression coll type 2

15 Association négative réponse chondrocytaire - IMC à 100 ng/ml IGF-1, collagène type 2, TIMP-2

16 Association positive réponse chondrocytaire - IMC à 500 ng/ml IGF-1, collagène type 2, MMP-13

17 Discussion chez le patient obèse action déficiente de la leptine sur la régulation du poids et de la satiété malgré un taux sérique élevé de leptine résistance à la leptine +++ réponse des chondrocytes de patients arthrosiques obèses exposés à des taux naturels élevés de leptine normale or altérée?

18 L expression des gènes des chondrocytes de cartilage arthrosique obèses / non obèses patients taux élevé de ARNm pour : IGF-1, TGF-β, aggrécanes, TIMP-2, MMP-13 = chondrocytes arthrosique activité métabolique augmentée dans l obésité +++

19 Une telle sur-expression déjà constatée sur le tissu adipeux sous-cutané de patients obèses chondrocytes et adipocytes expriment des gènes similaires liés à l obésité arthrose & obésité associées à un contexte inflammatoire chronique sur-expression = tentative de réponse adaptative à un environnement inflammatoire

20 TIMP-2 : augmenté chez les patients < 30 diminué chez les patients > 30 MMP-13 : sur-exprimée chez les patients obèses dès les concentrations les faibles de leptine rôle ambivalent de la leptine selon le poids sur le remodelage matriciel régulation de l équilibre entre TIMP-2 et MMP-13 TIMP-2 : empêche la destruction du cartilage chez les patients arthrosiques non obèses MMP-13 : augmente la destruction du cartilage chez les patients obèses arthrosiques

21 Conclusions 1/3 L activité métabolique des chondrocytes des patients arthrosiques obèses de l activité métabolique des chondrocytes des patients arthrosiques non obèses

22 IMC < 30 kg/m 2 leptine protégerait le cartilage des processus dégénératifs : sur-expression : IGF-1, coll type 2, TIMP-2 IMC > 30 kg/m 2 2/3 chondrocytes exposés à un taux élevé de leptine effet ambivalent : protecteur pour les concentrations les + élevées IGF-1, coll type 2 délétères par MMP-13 pour toutes les concentrations

23 L effet IMC - dépendant de la leptine l obésité = facteur de risque d arthrose facteur biomécanique facteurs métaboliques +++ 3/3

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