Une mutation Col1a2 révèle la fragilité osseuse l'hyperélasticité de la peau et la dégradation du cartilage chez la souris

Les mutations du collagène I sont plus communément liées à l'ostéogenèse imparfaite (OI, maladie des os cassants) [1] et au syndrome d'Ehlers Danlos (EDS, hypermobilité) [2], ainsi qu'à un spectre de phénotypes dans ces classifications. Potter et coll. [3] ont rapporté que des souris hétérozygotes pour une mutation Col1a2 – entraînant un site d'épissage alternatif et l'inclusion d'un amino supplémentaire au début de l'exon 22 – ont développé une arthrose tardive (OA) vers l'âge de 12 mois. Le but de cette étude était d'étudier la présence de phénotypes OI, ESD et OA par des tests mécaniques chez des souris de type sauvage et mutantes.

Des souris C3H femelles hétérozygotes de la mutation Col1a2 (n = 5) et leurs contrôle sauvage (n = 5) ont été utilisées. Les tissus ont été isolés vers l'âge de 3 mois. Tous les tests mécaniques ont été réalisés à l'aide d'un testeur mécanique multiaxial (Mach-1 v500css, Biomomentum, Canada). Les humères gauche et droite ont été extraites pour une flexion en 3 points réalisée à une vitesse de chargement de 0,05 mm/s. La peau abdominale a été prélevée pour des tests de rupture par traction réalisés à 2 mm/s. Les plateaux tibiaux et les condyles fémoraux des articulations du genou gauche ont été prélevés et utilisés pour effectuer une cartographie automatique de l'indentation (≈15 positions / surfaces). A chaque position, une indentation sphérique (D = 0,3 mm, Amplitude = 30 um) est réalisée en déplaçant simultanément les 3 étages orthogonaux le long d'un axe (perpendiculaire à la surface) tout en enregistrant les composantes de charge résultantes [4].

La flexion en 3 points a révélé que les souris hétérozygotes ont des humères plus fragiles indiquées par une charge de flexion maximale inférieure et travaillent à la fracture par rapport aux souris de type sauvage. Un diamètre extérieur et une épaisseur de paroi corticale similaires ont été mesurés pour les deux groupes. De plus, les souris hétérozygotes ont des propriétés de traction réduites dénotées avec une extensibilité accrue qui est évidente dans la phase précoce du déplacement. Les cartographies d'indentation ont montré une rigidité structurelle significativement plus élevée dans les condyles fémoraux médiaux des souris hétérozygotes.

Nos résultats confirment les phénotypes OI (os cassants) et EDS (hyperélasticité de la peau) chez des souris mutantes. En outre, la cartographie par indentation des surfaces articulaires révèle des changements significatifs dans les propriétés mécaniques du cartilage chez les souris mutantes par rapport au type sauvage. Dans l'ensemble, cette étude fournit un aperçu essentiel de la façon dont la protéine de collagène mutante pourrait entraîner une arthrose dans ce modèle, et potentiellement chez les patients atteints d'OI et d'EDS grâce à des tests mécaniques de divers tissus.

Ce travail a été réalisé par : Sotcheadt Sim1, Andrew Blease2, Martin Garon1, Eric Quenneville1 and Paul Potter3

1. Biomomentum Inc, Quebec, Canada 2. MRC Harwell Institute, Oxford, UK 3. Oxford Brookes University, Oxford, UK