Pourrions-nous faire cicatriser les os plus rapidement ? C’est probable et c’est le défi que se donne cette équipe de l’Université de l'Illinois à Chicago (UIC) qui capture de nouvelles images en temps réel de la formation des os et des dents. Ces travaux publiés dans la revue Science Advances, décryptent avec une précision inégalée le processus par lequel les minéraux se combinent au niveau moléculaire pour former des os et d'autres tissus durs. L'étude marque ainsi une étape fondamentale vers un meilleur traitement des fractures osseuses mais aussi des maladies caractérisées par des déficiences de minéralisation, comme l'ostéoporose par exemple.
Les chercheurs de Chicago capturent des images haute résolution et en temps réel de ce processus de minéralisation dans un modèle de salive artificielle et identifient, pour la première fois, les voies moléculaires précises qui soutiennent la formation des os et des dents.
Accélérer la réparation des fractures, mieux traiter les caries
Jusqu’à cette étude, ces voies moléculaires, en particulier aux stades précoces où les molécules commencent à s'organiser en structure, restaient incomprises, explique l’auteur principal, le Dr Reza Shahbazian-Yasser, professeur de génie mécanique au Collège d'ingénierie de l’UIC. Cependant, pour traiter les altérations osseuses ou surmonter les déficiences pathologiques de calcification, il est nécessaire de comprendre ces voies de minéralisation.
Comprendre le processus de minéralisation : cette étude identifie in vitro les voies de minéralisation et de cristallisation de l'hydroxyapatite (HA), un minéral de la famille des phosphates, qui forme la base de nos tissus osseux. Les chercheurs observent le processus par microscopie électronique à transmission (TEM) dans une solution de salive artificielle. Ils observent ainsi que la formation directe et indirecte de cristaux d'hydroxyapatite peut être obtenue en régulant la dissolution du phosphate de calcium. « En utilisant notre technologie développée à l'UIC, nous avons pu décrypter ces voies et mieux comprendre comment les particules d'hydroxyapatite se nucléent et se développent sur des modèles de phosphate de calcium. La compréhension de ce processus de cristallisation va nous permettre de développer de nouveaux médicaments pour accélérer la réparation osseuse des fractures ou pour traiter les caries dentaires ».
Ces travaux sont donc essentiels pour reproduire ou accélérer le processus de biominéralisation pour la cicatrisation ou la régénération osseuse (ostéoporose). «Notre étude fournit de nouvelles données claires sur la façon dont les minéraux s'organisent et se transforment en tissus osseux, et cette découverte a de nombreuses implications pour la cicatrisation des os ou des dents ».
Source : Science Advances 18 Nov 2020 DOI: 10.1126/sciadv.aaz7524 Revealing nanoscale mineralization pathways of hydroxyapatite using in situ liquid cell transmission electron microscopy
Équipe de rédaction SantélogDéc 15, 2020Rédaction Santé log