On a découvert que ces composés protéiques sont essentiels à la qualité des os

Si chez la plupart des vertébrés terrestres, les os sont dotés de cellules osseuses, certaines espèces marines ont continué à évoluer et ont actuellement des os dépourvus de ces cellules. C’est le cas du saumon, du tilapia ou du médaka. 

Squelette d'un poisson

Le professeur Paul Zaslansky, spécialiste en biomatériaux minéralisés, avec Andreia Silvera, une doctorante, a voulu connaître la différence entre les os avec et sans cellules osseuses. Ils ont ainsi pris deux espèces de poissons de taille similaire, vivant dans le même milieu. Il s’agit du poisson-zèbre et du médaka, l’un possède des cellules osseuses et l’autre non.

L’idée a été de comprendre les rôles des cellules osseuses dans l’os et comment elles réagissent avec l’âge. Il a également été question de savoir en quoi les os sans cellules osseuses diffèrent de ceux qui en possèdent.

On a mesuré la quantité d’eau dans les échantillons à l’aide de la tomographie

Les os sont composés de plusieurs matières, dont les collagènes et les minéraux. Des composés protéiques appelés protéoglycanes sont intégrés à ces derniers et participent à la formation et au maintien des tissus osseux, car ils peuvent retenir l’eau. Tous ces composants forment une structure extracellulaire solide et élastique qui permet au cartilage de fonctionner pendant plusieurs années. Toutefois, il peut arriver que les effets de l’âge ou des maladies affectent le fonctionnement de ce mécanisme.

Les chercheurs ont tout d’abord cherché à déterminer la quantité d’eau incorporée dans les deux types d’os. Ils ont immergé chaque échantillon dans de l’eau, puis les ont transilluminés avec des neutrons à l’aide du réacteur BER II. Par la suite, ils ont procédé à la saturation des échantillons dans de l’eau lourde deutérée. Les données 3D ont permis de déterminer la quantité d’eau précise déplacée par la diffusion de ce dernier.

La perméabilité est considérablement liée à la qualité des matières osseuses

Il existe un réseau de canaux et de pores dans la structure de l’os. C’est dans cette zone que les cellules détectent la charge physique et orchestrent le remodelage osseux. 20 % de son volume est composé d’eau, ce qui lui confère de nombreuses fonctions, notamment le durcissement et l’adaptation aux contraintes mécaniques.

Les résultats de cette étude montrent que la matière osseuse du poisson-zèbre libère deux fois moins d’eau que celle du médaka. Les chercheurs étaient surpris, car ces os possèdent une microstructure très similaire à des fibres de collagène minéralisées. Aussi, le poisson-zèbre contient de plus grands espaces cellulaires au sein des canaux et des pores.

Cette différence ne saurait être expliquée que par la présence d’un élément qui affecte la perméabilité à l’eau : les protéoglycanes. Les échantillons de médaka contiennent beaucoup moins de ce composé que ceux du poisson-zèbre.

Les chercheurs espèrent ainsi que ces découvertes seront utilisées pour mieux cerner les maladies des os, de comprendre le système de formation et de remodelage des tissus osseux. 

SOURCE : PHYS.ORG

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