Slc20a2, Encoding the Phosphate Transporter PiT2, Is an Important Genetic Determinant of Bone Quality and Strength.

Osteoporosis is characterized by low bone mineral density (BMD) and fragility fracture and affects over 200 million people worldwide. Bone quality describes the material properties that contribute to strength independently of BMD, and its quantitative analysis is a major priority in osteoporosis research. Tissue mineralization is a fundamental process requiring calcium and phosphate transporters. Here we identify impaired bone quality and strength in Slc20a2-/- mice lacking the phosphate transporter SLC20A2. Juveniles had abnormal endochondral and intramembranous ossification, decreased mineral accrual, and short stature. Adults exhibited only small reductions in bone mass and mineralization but a profound impairment of bone strength. Bone quality was severely impaired in Slc20a2-/- mice: yield load (-2.3 SD), maximum load (-1.7 SD), and stiffness (-2.7 SD) were all below values predicted from their bone mineral content as determined in a cohort of 320 wild-type controls. These studies identify Slc20a2 as a physiological regulator of tissue mineralization and highlight its critical role in the determination of bone quality and strength. © 2019 The Authors. Journal of Bone and Mineral Research Published by Wiley Periodicals Inc

Le cartilage articulaire (de la physiopathologie à l ingénierie tissulaire )

Le cartilage, tissu non-innervé et avascularisé, présente néanmoins une organisation histologique bien définie. Les agressions biomécaniques et traumatiques désorganisent cette architecture et contribuent à la formation de défauts cartilagineux, qui en absence de traitement, aboutissent à l apparition irrémédiable d arthrose. Ce travail rassemble les connaissances sur le cartilage articulaire sain et pathologique. Il s intéresse également à la prise en charge pharmacologique et chirurgicale des pathologies articulaires. Les avancées technologiques sont décrites, dont les nouvelles voies pharmacologiques qui n ont plus pour seul objectif de traiter les douleurs. Parallèlement à ces avancées pharmacologiques, l ingénierie tissulaire représente aujourd hui un candidat très intéressant pour la prise en charge des pathologies articulaires. L ingénierie tissulaire du cartilage a pour objectif l obtention d un cartilage aux propriétés mécaniques les plus proches possibles du cartilage natif, ce qui n est pas le cas après traitement des lésions par les techniques de chirurgie conventionnelles. Les représentants de la triade matrice-cellules-morphogènes , base de l ingénierie tissulaire du cartilage, sont décrits dans ce travail, ainsi que les contraintes associées à ce type de technologie et sa place actuelle dans l arsenal thérapeutique de prise en charge des pathologies articulaires.NANTES-BU Médecine pharmacie (441092101) / SudocSudocFranceF

Cartilage tissue engineering: From biomaterials and stem cells to osteoarthritis treatments.

International audienceArticular cartilage is a non-vascularized and poorly cellularized connective tissue that is frequently damaged as a result of trauma and degenerative joint diseases such as osteoarthrtis. Because of the absence of vascularization, articular cartilage has low capacity for spontaneous repair. Today, and despite a large number of preclinical data, no therapy capable of restoring the healthy structure and function of damaged articular cartilage is clinically available. Tissue-engineering strategies involving the combination of cells, scaffolding biomaterials and bioactive agents have been of interest notably for the repair of damaged articular cartilage. During the last 30 years, cartilage tissue engineering has evolved from the treatment of focal lesions of articular cartilage to the development of strategies targeting the osteoarthritis process. In this review, we focus on the different aspects of tissue engineering applied to cartilage engineering. We first discuss cells, biomaterials and biological or environmental factors instrumental to the development of cartilage tissue engineering, then review the potential development of cartilage engineering strategies targeting new emerging pathogenic mechanisms of osteoarthritis

Periostin-deficient mice, a relevant animal model to investigate periodontitis or not?

International audienc

Thérapie cellulaire du cartilage articulaire (transfert de cellules autologues par des biomatériaux injectables)

Les lésions dégénératives du cartilage articulaire affectent une part importante de la population et représentent un enjeu majeur de santé publique. Le cartilage articulaire, tissu non vascularisé, possède de faibles capacités de réparation spontanée. Pour promouvoir la réparation de ce tissu, l'amplification et le transfert de chondrocytes autologues par un biomatériau apparaît prometteur. Dans ce but, nous avons développé un hydrogel auto réticulant à base d hydroxypropyl méthylcellulose silanisée (HPMC-Si). Lors d'une première étude, nous avons démontré que notre hydrogel HPMC-Si permettait la prolifération de chondrocytes, la production de GAG sulfatés et l'expression des principaux marqueurs chondrocytaires (collagène II et agrécane). Dans un deuxième temps, nous avons démontré que cet hydrogel associé à des chondrocytes nasaux humains était capable de former un tissu cartilagineux en sites sous-cutanés chez la souris nude. Dans un troisième temps, la transplantation de chondrocytes nasaux autologues associés à l HPMC-Si dans des défauts cartilagineux, en site articulaire chez le lapin, a permis la formation d un tissu de réparation cartilagineux de nature hyaline. Le cartilage nasal et l hydrogel HPMC-Si semblent donc être respectivement une source de cellules et une matrice de choix pour l ingénierie tissulaire du cartilage. Parmi les stratégies actuelles en ingénierie tissulaire du cartilage, la validation de nouvelles sources de cellules autologues, en particulier les cellules souches mésenchymateuses adultes, font l objet de recherches intenses. Ces travaux pourraient déboucher sur l ouverture de nouvelles fenêtres thérapeutiques en médecine régénérative.Degenerative joint diseases affect a significant part of the population and thus represent a major stake of public health. It is well known that the intrinsic repair capacity of articular cartilage is limited. To promote the repair of this tissue, amplification and transfer of autologous chondrocytes using a three-dimensional matrix appear promising. In this attempt, we developed a self-setting and three-dimensional matrix consisting of a silanized cellulose derivative (Si-HPMC). Firstly, we have shown that Si-HPMC enabled the proliferation of articular chondrocytes and the expression of the main chondrocytic markers during a three-dimensional culture in vitro. Secondly, we have demonstrated that our Si-HPMC hydrogel containing human nasal chondrocytes allowed the production of a cartilage-like extracellular matrix containing Glycosaminoglycans and type II collagen in subcutaneous site in nude mice. Thereafter, the formation of hyaline-like repair cartilage containing type II collagen and glycosaminoglycans have been achieved after the transplantation of Si-HPMC containing autologous nasal chondrocytes in articular cartilage defects. Our data indicated that Si-HPMC is a valuable matrix, and that nasal cartilage is a clinically relevant cell source for tissue engineering. Recently, the use of mesenchymal stem cells (MSC) as an alternative cell source for cartilage tissue engineering has been contemplated. This use of MSC could allow to open new therapeutic windows in regenerative medicine.NANTES-BU Médecine pharmacie (441092101) / SudocSudocFranceF

Les cellules souches en ingénierie des tissus ostéoarticulaires et vasculaires

Les lésions tissulaires ou les pertes d’organes provoquent des changements structuraux et métaboliques qui peuvent être à l’origine de graves complications. L’ingénierie tissulaire (IT), dont l’objectif thérapeutique est de recréer, régénérer ou restaurer la fonction d’un tissu lésé, est la coalescence de trois éléments : un biomatériau d’origine synthétique ou biologique, dégradable ou non, des cellules réparatrices et des signaux (hypoxie, contraintes mécaniques, morphogènes, etc.). Le cartilage articulaire, l’os et les vaisseaux font partie des tissus pour lesquels l’IT s’est développée considérablement, de la recherche fondamentale jusqu’aux essais cliniques. Si les biomatériaux doivent présenter des propriétés différentes en fonction du tissu à régénérer, la composante cellulaire de l’IT est majoritairement représentée par les cellules souches, au premier rang desquelles les cellules souches mésenchymateuses adultes prélevées à partir de la moelle osseuse ou du tissu adipeux. Ces dernières années, des progrès ont été accomplis dans la compréhension des mécanismes biologiques qui régissent la différenciation des cellules souches et dans le développement de matériaux aux propriétés biologiques et physicochimiques contrôlées. Cependant, de nombreux verrous technologiques et réglementaires devront être levés avant que l’ingénierie tissulaire puisse passer du laboratoire à la clinique et entrer dans l’arsenal thérapeutique de la médecine régénératrice. Cette revue a pour objectif de souligner les progrès récents accomplis dans l’utilisation des cellules souches en ingénierie des tissus ostéoarticulaires et vasculaires

Cartilage and bone tissue engineering using hydrogels.

International audienceTissue engineering is an emerging field of regenerative medicine which holds promise for the restoration of tissues and organs affected by chronic diseases, age-linked degeneration, congenital deformity and trauma. During the past decade, tissue engineering has evolved from the use of naked biomaterials, which may just replace small area of damaged tissue, to the use of controlled three-dimensional scaffolds in which cells can be seeded before implantation. These cellularized constructs aims at being functionally equal to the unaffected tissue and could make possible the regeneration of large tissue defects. Among the recently developed scaffolds for tissue engineering, polymeric hydrogels have proven satisfactory in cartilage and bone repair. Major technological progress and advances in basic knowledge (physiology and developmental biology) are today necessary to bring this proof of concept to clinical reality. The present review focuses on the recent advances in hydrogel-based tissue engineered constructs potentially utilizable in bone and cartilage regenerative medicine

Autologous fat grafting: A comparative study of four current commercial protocols

International audienceBackground: Autologous fat grafting is a widely used technique that gives natural results when treating soft tissue deficiencies. However, there is no consensus on which is the best procedure to use, leading to unpredictable results because of fat graft resorption.Objectives: This study compared four commercial lipotransfer devices by analyzing the behavior of the processed adipose tissue and outcome of the adipose graft in an in vivo model.Methods: Four different protocols that used manual, power-assisted or water-assisted lipoas-piration and then decantation, centrifugation, or filtration were used on each of eight patients to process lipoaspirate. Harvested adipose tissue was assessed in vitro for tissue resorption, oil formation, and cytokine secretion. Graft resorption rate was calculated and histological analyses were performed after subcutaneously injecting the harvested adipose tissue in a murine model. Results: All protocols resulted in very low oil formation and histologically healthy grafts. The tissue volume was significantly greater after 2 days in culture when using manual lipoaspiration and soft centrifugations/washing steps (Microfill® /Macrofill®) compared to Water-Assisted Li-poaspiration/Decantation (BodyJet®) and Power-Assisted Lipoaspiration/Filtration (PAL® + PureGraft®). These results were confirmed in mice 1 month after subcutaneous injection , with greater efficiency obtained with protocols that used (A) manual aspiration, (B) soft centrifugations, and (C) washing steps