L'ostéoclaste et les mécanismes moléculaires de la résorption osseuse
Résumé
Des trois cellules assurant le remodelage osseux, l’ostéoclaste,
responsable de la résorption osseuse, est celle dont
la fonction et la régulation sont le mieux connues sur le
plan cellulaire et moléculaire. L’ostéoclaste est d’origine
hématopoïétique et la différenciation de pré-monocytes en
précurseurs ostéoclastiques se déroule dans la moelle
osseuse, sous le contrôle de trois facteurs clés, M-CSF,
RANKL, le ligand du récepteur RANK et son antagoniste,
l’ostéoprotégérine (OPG), identifiés au cours de la dernière
décennie. L’ostéoclaste fonctionne de manière
cyclique, alternant des phases migratoires le long de la surface
osseuse et des phases de résorption active créant des
lacunes osseuses. L’ostéoclaste en phase de résorption se
caractérise par sa bipolarité morphologique et fonctionnelle.
Le pôle apical s’attache à la matrice osseuse, possède
une pompe à protons ATPasique particulière, et secrète à
travers une bordure en brosse des enzymes lysosomiales et
des métalloprotéases. Le pôle basolatéral, en rapport avec
le micro-environnement, a pour fonction essentielle le
maintien de l’équilibre électrochimique de l’ostéoclaste par
la coordination de pompes à ions électrogènes, de canaux
et d’échangeurs ioniques. En pathologie, une anomalie
génétique ou acquise de la régulation de la résorption
osseuse peut conduire à une ostéoporose, une ostéogenèse
imparfaite ou une ostéopétrose selon que la résorption
excède la formation osseuse ou au contraire est anormalement
diminuée. Recent advances in the understanding of the differentiation and function of osteoclasts, which are responsible for bone resorption, have considerably improved our knowledge of bone remodeling. Thus, the cloning of stromal-derived RANK ligand and its antagonist Osteoprotegerin has been a major breakthrough in the dissection of the differentiation steps leading from pro-monocytes to maturing osteoclasts in the bone marrow. Precise analysis of the distribution of the actin skeletton, arranged in structures called podosomes, has also helped to understand the motile properties of the osteoclasts and how it can alternate adhesion and de-adhesion from its bone substrate. The succession of complex biochemical events involved in bone resorption has also been unraveled: osteoclasts are highly polarized cells, and this asymetry is essential: the apical border facing the bone surface is tightly sealed to the bone on the periphery, whereas degrading enzymes and metalloproteases are secreted through the ruffled border in the central part. Acidification is essential to the function of osteoclasts and is maintained by several pumps and ions channels, such as a unique ATPase on the apical side as well as chloride channels, and NA+/H+ pump on the basal side. Genetic models exists where some of these steps are altered, which lead to bone disorders, either by excess resorption (osteoporosis) or by decreased resorption, as in osteosclerosis. Most of these alterations target molecules (growth factors or transcription factors) controlling the differentiation process
Pour citer ce document
Baron R, L'ostéoclaste et les mécanismes moléculaires de la résorption osseuse, Med Sci (Paris), 2001, Vol. 17, N° 12; p.1260-1269