L'ostéoporose est un problème majeur de santé publique pour une population mondiale de plus en plus vieillissante

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Résumé:L'ostéoporose est un problème de santé publique important dans le monde, l'ostéoporose post-ménopausique due à une carence en œstrogène entraînant environ 3/4 des cas. Dans cette étude, 18 brebis mérinos âgées ont été ovariectomisées et 10 étaient des témoins. Trois des brebis ovariectomisées ont été traitées chaque semaine avec 400 mg de méthylprednisolone pendant 5 mois et trois ont été traitées chaque semaine pendant 2 mois, suivi d'une période de récupération de 3- mois. A 2 mois, cinq animaux témoins et six animaux ovariectomisés ont été euthanasiés. A 5 mois, toutes les brebis restantes ont été euthanasiées. Des échantillons de rein ont été prélevés post-mortem pour l'analyse qPCR de NPT1, PTH1R, NPT2a, NPT2c, Klotho, FGFR1Illc, VDR, CYP24A1, CYP27B1, TRPV5, TRPV6, CalD9k, CalD28k, PMCA et NCX1. Les moutons ovariectomisés présentaient une expression VDR significativement plus élevée que les autres groupes. Les moutons ovariectomisés traités avec des glucocorticoïdes pendant 2 mois suivis d'une euthanasie à 5 mois ont montré des différences significatives dans l'expression des gènes TRPV5, CYP24A1 et klotho par rapport aux autres groupes. Les différences d'expression de klotho étaient les plus marquées après ajustement pour les mesures répétées (p=0.1). Klotho est connue comme l'hormone "anti-âge" et est impliquée dans le métabolisme du calcium et du phosphore. Klotho pourrait être impliqué dans la récupération de la densité minérale osseuse chez les brebis ovariectomisées traitées avec des glucocorticoïdes pendant 2 mois suivis d'une euthanasie à 5 mois. Des recherches supplémentaires sur le rôle de klotho sont recommandées.

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Mots clés:l'ostéoporose; mouton; Vitamine D; phosphatation; qPCR ; métabolisme du calcium; métabolisme du phosphore; klotho

1. Introduction

L'ostéoporose est un problème majeur de santé publique pour la population mondiale de plus en plus vieillissante, coûtant aux États-Unis d'Amérique près de 17 milliards USD en 205 et devrait atteindre 25 milliards USD en 2025 [1,2]. Environ 70-75 % de la charge d'ostéoporose est due à l'ostéoporose post-ménopausique chez les femmes [1], l'ostéoporose primaire dans laquelle une carence en œstrogènes entraîne une diminution de la formation osseuse et une augmentation de la résorption osseuse, entraînant une diminution de la masse osseuse et une fragilité osseuse [3] . L'ostéoporose peut également survenir secondairement à des causes spécifiques, telles qu'un traitement aux glucocorticoïdes. Le mouton est un grand modèle animal bien établi pour différentes maladies du squelette humain, y compris l'ostéoporose[4]. L'un des avantages d'un grand modèle animal, tel que le mouton, est la possibilité de tester des implants orthopédiques, des techniques chirurgicales et des biomatériaux [4] De plus, le mouton est relativement peu coûteux, facile à manipuler et fournit un matériel abondant pour les tests [4,5].

Les modèles ovins les plus courants de l'ostéoporose sont les brebis ovariectomisées à 12 mois après l'opération et les brebis ovariectomisées de 6- mois suivant un régime carencé en calcium et en vitamine D et recevant des glucocorticoïdes[4]. En utilisant une combinaison de facteurs connus induisant l'ostéoporose, y compris l'ovariectomie, le traitement aux glucocorticoïdes et un régime pauvre en calcium, nous avons pu établir un modèle d'ostéoporose ovin en seulement 5 mois [6,7], réduisant ainsi le logement, le travail, et les coûts d'alimentation impliqués dans le développement du modèle. Dans ce modèle, l'ovariectomie s'est avérée augmenter les concentrations sériques des télopeptides C-terminaux du collagène de type I (CTX-I, un marqueur de la résorption osseuse) et de l'ostéocalcine (marqueur du remodelage osseux) par rapport aux moutons témoins. Les moutons ayant reçu un traitement aux glucocorticoïdes pendant 2 mois présentaient des concentrations sériques de CTX-I plus élevées et des concentrations sériques d'ostéocalcine plus faibles. De plus, la densité osseuse du rachis fémoral et lombaire et la densité minérale osseuse volumétrique totale et trabéculaire du tibia proximal étaient plus faibles dans les groupes traités expérimentalement par rapport aux groupes témoins, en particulier pour les brebis traitées aux glucocorticoïdes ovariectomisées [6]. Le métabolisme des acides aminés et des lipides s'est également avéré altéré chez les moutons ovariectomisés et traités aux glucocorticoïdes [7].cistanche wirkungDes changements similaires ont également été trouvés dans d'autres modèles d'ostéoporose ovine [8].

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Les gènes sensibles à la vitamine D et le système de phosphatation n'ont pas été explorés auparavant dans des modèles de moutons ovariectomisés. La vitamine D, dont la 1,25-dihydroxyvitamine D est la forme active, conduit finalement à une augmentation des concentrations plasmatiques de calcium ionisé et de phosphore en se liant à l'hétérodimère récepteur de la vitamine D (VDR)-rétinoïde X et en modifiant l'expression de nombreuses vitamines Gènes sensibles au D, tels que les protéines de liaison au calcium (calbindine D9 et 28k (CalD9k, CalD28k)) et les canaux calciques (membre 5 et 6 de la sous-famille V des canaux cationiques potentiels des récepteurs transitoires (TRPV5, TRPV6), ATPase calcique de la membrane plasmique (PMCA) , échangeur sodium-calcium 1(NCX1)[9] La production de 1,25-dihydroxyvitamine D est une étape étroitement régulée, dans laquelle la lo hydroxylase rénale (CYP27B1) catalyse la conversion de la 25-hydroxyvitamine D en 1,25-dihydroxyvitamine D, et l'enzyme 24-hydroxylase(CYP24A1) décompose à la fois la 25-hydroxyvitamine D et la 1,25-dihydroxyvitamine D en sous-produits inactifs.cistancheLe système de phosphatation contrôle également les concentrations plasmatiques de phosphore et de calcium[10]. La clé de voûte de ce système est le facteur de croissance des fibroblastes 23, qui est produit par les ostéocytes dans les os et contrôle principalement les concentrations plasmatiques de phosphore en se liant au cofacteur klotho pour diminuer l'expression des co-transporteurs de phosphate de sodium (NPT1, NPT2a, NPT2c) [11]. En raison des effets interdépendants de l'hormone parathyroïdienne et de la 1,25-dihydroxyvitamine D, il a été difficile de déterminer les effets du FGF23 sur le métabolisme du calcium, mais il existe des preuves suggérant qu'il peut réguler l'absorption intestinale du calcium et l'absorption rénale. réabsorption du calcium[12,13].

Les glucocorticoïdes ont de nombreux effets sur le métabolisme du calcium et du phosphore, notamment l'inhibition de l'absorption intestinale du calcium, une diminution de la réabsorption tubulaire rénale du calcium et une diminution de la réabsorption rénale du phosphore [14-16]. De plus, peu de recherches ont examiné l'effet de la carence en œstrogènes sur les gènes sensibles à la vitamine D et le système de phosphatation [17,18].

Ce modèle d'ostéoporose ovariectomisé, pauvre en calcium et traité aux glucocorticoïdes a permis de produire des informations préliminaires sur les effets de ces traitements sur l'expression des gènes de phosphatation et de réponse à la vitamine D dans le rein ovin. Les objectifs de cette étude étaient doubles : (1) déterminer si l'ovariectomie ou l'ovariectomie et le traitement aux glucocorticoïdes altéraient l'expression de la vitamine D et des gènes liés à la phosphatation dans le rein ; (2) déterminer les relations entre la vitamine D rénale et les gènes liés à la phosphatation, vitamine D sérique et marqueurs sériques du remodelage osseux (CTX-I et ostéocalcine).

2. Matériels et méthodes

Des méthodes détaillées pour le développement du modèle d'ostéoporose de la brebis ovariectomisée et traitée aux glucocorticoïdes ont déjà été publiées [6]. En bref, des brebis mérinos âgées (7-9 ans, n=28) ont été réparties au hasard en groupes : contrôle (n=10) ovariectomisées (OVX) (n=12), ovariectomisées et traitement par glucocorticoïdes (40 mg de méthylprednisolone par injection sous-cutanée) mensuel pendant 2 mois suivi d'un arrêt de traitement pendant 3 mois (n=3) et traitement par glucocorticoïdes (400 mg de méthylprednisolone) par mois pendant 5 mois (n=3) .bioflavonoïdes d'agrumesLes moutons ont été logés dans une étable et ont reçu soit un régime témoin (115 g/kg de calcium ; 2,2 g/mouton par jour) soit un régime concentré de granulés pour moutons faible en calcium (5 g/kg de calcium ; 1 g/mouton par jour) [19]. Les besoins d'entretien pour une brebis non gestante sont de 1,2 g/brebis par jour[19].

Des échantillons de sang ont été prélevés par ponction veineuse jugulaire 2 mois et 5 mois après la chirurgie. L'ostéocalcine a été mesurée à l'aide du kit d'immunoanalyse Micro Vue Osteocalcin et le CTX-I à l'aide du kit ELISA IDS Serum CrossLaps, comme indiqué précédemment [6] Les concentrations sériques totales de calcium et de phosphore ont été mesurées par spectrophotométrie sur un analyseur de chimie clinique AU680 , Californie, États-Unis). La concentration sérique de 25-hydroxyvitamine D a été mesurée à l'aide d'un chromatogramme liquide à dilution isotopique ; spectrométrie de masse par raphy à l'Endolab, Canterbury Health Laboratories, Christchurch, Nouvelle-Zélande.

A mois, 5 brebis du groupe témoin et 6 du groupe OVX ont été euthanasiées et autopsiées. À 5 mois, les brebis restantes ont également été euthanasiées (groupe témoin n =5, groupe OVX n=6, OVX plus 2m glucocorticoïdes n=3 et OVX plus 5m glucocorticoïdes n=5 ) et autopsié. Des échantillons de rein ont été prélevés dans les 30 minutes suivant le décès et divisés en deux, un échantillon étant placé dans du formol tamponné neutre à 10 % et traité pour l'histologie, et l'autre gelé dans de l'azote liquide et stocké à -80 degré jusqu'au traitement de l'hématoxyline et Des sections de rein colorées à l'éosine ont été examinées par l'auteur principal et ont confirmé l'absence de lésions significatives.

Toutes les procédures expérimentales ont été approuvées par le comité d'éthique animale de l'Université Massey (numéro d'approbation 14/103) et réalisées conformément au Code de conduite éthique pour l'utilisation d'animaux vivants pour la recherche à l'Université Massey, Palmerston North, Nouvelle-Zélande.

L'extraction d'ARN et la qPCR ont été réalisées comme décrit précédemment [20, 21]. En bref, Tri Reagent (Gigma-Aldrich Inc, Merck KGaA, Darmstadt, Allemagne) a été utilisé pour extraire l'ARN conformément aux instructions du fabricant. L'ADN génomique a été retiré avec Ambion Turbo DNA free (Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, MA, USA) conformément aux instructions du fabricant. La concentration d'ARN a été déterminée à l'aide d'un fluoromètre Qubit 2.0 et d'un kit d'analyse à large plage d'ARN Qubit (Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, MA, États-Unis), et la qualité de l'ARN a été évaluée en déterminant le rapport 260/280 et en exécutant sur un gel d'agarose. Le kit de synthèse d'ADNc premier brin Transcriptor (Roche) a été utilisé pour synthétiser l'ADNc. Chaque mélange réactionnel de 20 μL contenait 600 ng d'ARN, oligo 2,5 μM (dT), tampon de réaction RT 8 mM, dNTP 1 mM, transcriptase inverse 10U, inhibiteur de RNase 20 U et eau sans Rnase-Dnase. La réaction a été effectuée à 55 degrés pendant 30 minutes, 85 degrés pendant 5 minutes, puis refroidie à 4 degrés à l'aide d'un cycleur thermique Applied Biosystems Veriti (Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, MA, USA). La qPCR en temps réel a été réalisée à l'aide de la machine de PCR en temps réel StepOne Plus (Applied Biosystems, Thermo Fisher Scientific Inc, Waltham, MA, USA). Chaque mélange PCR contenait 5 uL Power SYBR Green PCR master mix (Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, MA, USA), des amorces directes et inverses aux concentrations indiquées dans le tableau S1, 10 ng d'ADNc, puis complété jusqu'à 10 μL avec RNase, eau sans DNase. Le protocole PCR consistait en 95 degrés pendant 20 s, 40 cycles à 95 degrés pour et 60 degrés pour, et, enfin, une courbe de fusion allant de 60 degrés à 95 degrés avec une vitesse de chauffage de 0,3 degré/15 s. L'eau et le mélange réactionnel sans transcriptase inverse ont été inclus comme témoins négatifs dans chaque cycle de PCR, et tous les échantillons ont été analysés en double. Les gènes suivants ont été évalués : NPT1, PTH1R, NPT2a, NPT2c, Klotho, FGFR1IIC, VDR, CYP24A1, CYP27B1, TRPV5, TRPV6, CalD9k, CalD28k, PMCA et NCX1. PKG1 et SDHA se sont déjà révélés être exprimés de manière stable dans le rein ovin [20], et les échantillons ont été normalisés par rapport à l'expression de ces gènes et à l'efficacité des gènes à l'aide de la méthode 2-AACt [22].

L'analyse statistique a été effectuée à l'aide de R Studio 1.3.1093[23] avec la version R

4.0.3 et le tidyverse, nlme 3.1-150 et Gary

2.1.2 forfaits. Des modèles linéaires ont été appliqués aux données d'expression de pli de gène transformé log10. Dans le premier modèle, l'expression génique était la variable de résultat, tandis que le groupe (témoin ou OVX mais excluant les moutons traités aux glucocorticoïdes) et le temps (euthanasie à 2 m ou 5 m) étaient des variables dépendantes, avec un terme d'interaction (groupe : temps) inclus. Dans le deuxième modèle, l'expression génique était la variable de résultat, tandis que le groupe (témoin, OVX, OVX avec traitement aux glucocorticoïdes pendant 2 mois et OVX avec traitement aux glucocorticoïdes pendant 5 mois) était la variable dépendante.avantages du cynomoriumComme plusieurs variables de résultats (gènes) ont été testées pour les différences entre les groupes, les valeurs de p ont été ajustées pour les tests multiples en utilisant la procédure séquentielle de Holm [24]. Les concentrations sériques de calcium, de phosphore et de 25-hydroxyvitamine D ont été testées dans les modèles d'expression génique, mais n'étaient pas significatives et, étant donné l'absence de différences significatives entre les groupes, ont été supprimées. De plus, une analyse en composantes principales a été utilisée pour évaluer si les données d'expression du gène transformé en log10 différaient selon le groupe, le moment de l'euthanasie ou la concentration sérique d'25-hydroxyvitamine D. La corrélation par paires de Spearman et les diagrammes de dispersion ont été utilisés pour étudier la corrélation entre les données d'expression du pli de gène transformé en log10 et les analytes sériques.

3. Résultats

3.1.Effet de l'ovariectomie, du temps écoulé depuis l'ovariectomie et du traitement aux glucocorticoïdes sur les concentrations sériques de calcium, de phosphore et d'25-hydroxyvitamine D

Les résultats complets pour les concentrations sériques de calcium, de phosphore et d'25-hydroxyvitamine D dans chaque groupe sont présentés à la figure 1. groupe ovariectomisé et à régime pauvre en calcium et le groupe non ovariectomisé à régime calcique adéquat, et le temps écoulé depuis l'ovariectomie de 2 mois et 5 mois Ces résultats suggèrent que l'ovariectomie combinée à un régime pauvre en calcium n'a eu aucun impact sur les concentrations sériques de calcium. et traités avec des glucocorticoïdes pendant des mois, suivis d'une euthanasie à 5 mois, avaient des concentrations sériques de calcium significativement plus faibles (p =0.0462, adj R20.13) par rapport à 5 mois ovariectomisés avec un régime pauvre en calcium et 5 mois ovariectomisés avec un régime pauvre en calcium et des moutons traités aux glucocorticoïdes. Cependant, l'examen des données suggère que cela pourrait être dû à un animal hypocalcémique (1,52 mmol/L, intervalle de référence 2,0-20,7 mmol/L) ; de cet animal enlevait toute signification.jacinthe du désertTous les autres moutons avaient des concentrations sériques de calcium dans la plage de référence. Aucune différence n'a été observée dans les concentrations sériques de phosphore ou d'25-hydroxyvitamine D chez les moutons de 5 m ovariectomisés et traités aux glucocorticoïdes.

3.2.Effet de l'ovariectomie et du temps écoulé depuis l'ovariectomie sur l'expression des gènes liés à la vitamine D et à la phosphatonine dans le rein

L'expression génique de la vitamine D et des gènes liés à la phosphatation n'était pas associée à l'ovariectomie ou au temps écoulé depuis l'ovariectomie (Figure 2). L'exception était le récepteur de la vitamine D (VDR), le groupe OVX ayant une expression VDR significativement plus élevée (p=0.05, adj R2 0.16) ; cependant, cette signification a disparu après ajustement pour des mesures répétées.

3.3. Effet de l'ovariectomie et du traitement aux glucocorticoïdes sur l'expression des gènes liés à la vitamine D et à la phosphatonine dans le REIN 5 mois après l'opération

Les résultats complets sont présentés dans la figure 3. L'expression de PTH1R était significativement plus élevée chez les moutons OVX traités avec des glucocorticoïdes pendant 5 mois par rapport aux autres groupes (p=0.04, adj R40.18), tandis que TRPV5 (p{ {8}}.01, adj R20.31) et CYP24A1(p=0.005, adj R40.40) étaient significativement plus élevées chez les moutons OVX traités avec des glucocorticoïdes pendant 2 mois par rapport aux autres groupes.

L'expression de klotho était significativement différente entre tous les groupes (p =0.01, adj R20.48), avec l'expression la plus faible chez les moutons témoins. Les moutons OVX traités avec des glucocorticoïdes pendant 2 mois avaient l'expression la plus élevée (p =0.002), suivis des moutons OVX (p=0.008) puis des moutons OVX traités avec des glucocorticoïdes pendant 5 mois (p{ {10}}.03). Cependant, après ajustement pour des mesures répétées, l'expression génique n'était pas significativement différente entre ces groupes, klotho montrant la plus grande différence chez les moutons OVX traités avec des glucocorticoïdes pendant 5 mois (p=0.1).

De même, l'expression du VDR était significativement différente entre tous les groupes (p=0.03, adj R20.38). La plus grande expression du VDR était chez les moutons OVX traités avec des glucocorticoïdes pendant des mois (p=0.009), suivis par les moutons OVX (p=0.01), puis les moutons OVX traités avec des glucocorticoïdes pendant 5 mois (p=0.05), et l'expression la plus faible était présente chez les moutons témoins.

3.4.PCA de l'expression génique globale entre les groupes

L'analyse PCA de l'OVX, du contrôle et de l'euthanasie à 2 et 5 mois n'a pas réussi à séparer les différents groupes (Figure S1). PCL et PC2 ont expliqué 69,6 % de la variation. De même, l'analyse PCA des groupes euthanasiés à 5 mois n'a pas non plus réussi à séparer les différents groupes. PCL et PC2 ont expliqué 53,2 % de la variation (Figure S2). L'analyse PCA a montré que l'expression globale des gènes ne pouvait pas être expliquée par le calcium sérique et le phosphore des concentrations d'25-hydroxyvitamine D (Figure S3).

3.5.Corrélation par paires entre tous les analytes et l'expression génique

Quel que soit le statut de l'ovariectomie, la teneur en calcium de l'alimentation, le temps écoulé depuis l'ovariectomie (2 m ou 5 m) ou le statut du traitement aux glucocorticoïdes, l'expression du gène NPT1 était significativement et positivement corrélée (p<001) with="" pth1r,="" npt2c,="" klotho,="" cyp24a1,="" trpv5,="" cald9k,="" and="" cald28k="" gene="" expression.="" pth1r="" was="" significantly="" positively="" correlated=""><001) with="" npt2c,="" klotho,="" cyp24a1,="" cyp27b1,="" trpv5,="" and="" cald28k.="" npt2a="" was="" significantly="" positively="" correlated=""><0.001) with="" fgfr1wic.="" klotho="" was="" significantly="" positively="" correlated=""><0.001) with="" cyp24a1,="" cyp27b1,="" trpv5,="" and="" cald28k.="" cyp24a1="" was="" significantly="" positively="" correlated=""><0.001) with="" trpv5="" and="" cald28k.="" trpv6="" was="" significantly="" positively="" correlated=""><0.001) with="" cal9dk="" and="" pmca,="" while="" cal9dk="" was="" significantly="" positively="" correlated=""><0.001) with="" cald28k="" and="" pmca.="" none="" of="" the="" serum="" analytes="" measured="" (osteocalcin,="" ctx,="" 25ohd,="" ca,="" and="" p)="" were="" correlated="" with="" the="" expression="" of="" any="" genes.="" the="" full="" pairwise="" correlations="" are="" shown="" in="" figure="">

4. Discussion

Les résultats de cette étude suggèrent que le traitement des moutons ovariectomisés avec des glucocorticoïdes a eu le plus grand impact sur l'expression génique, tandis que l'ovariectomie elle-même et le temps écoulé depuis l'ovariectomie (2 et 5 mois) ont eu peu d'impact sur l'expression génique. Dans une analyse univariée, des différences significatives dans l'expression des gènes TRPV5, CYP24A1 et klotho ont été observées chez les moutons ovariectomisés traités avec des glucocorticoïdes pendant 2 mois suivis d'une euthanasie à 5 mois, et dans PTH1R chez les moutons ovariectomisés traités avec des glucocorticoïdes pendant 5 mois. Les différences étaient les plus marquées dans l'expression de klotho après ajustement pour des mesures répétées.

La tomodensitométrie périphérique quantitative du tibia proximal de ces moutons a montré que l'ovariectomie diminuait la densité minérale osseuse volumétrique totale (vDMO) de 8 %, l'ovariectomie avec traitement aux glucocorticoïdes pendant 5 mois de 27 % et l'ovariectomie avec des glucocorticoïdes pendant 2 mois et l'euthanasie à 5 mois. de 13 % [6]. Fait intéressant, la DMO trabéculaire, la zone trabéculaire et le contenu minéral de l'os trabéculaire étaient similaires ou supérieurs aux témoins chez les brebis ovariectomisées traitées avec des glucocorticoïdes pendant 2 mois et euthanasiées à 5 mois, suggérant une récupération de la masse osseuse [6]. Les glucocorticoïdes ont plusieurs effets bien documentés sur les os qui conduisent au développement de l'ostéoporose induite par les glucocorticoïdes. Ces effets comprennent l'inhibition de la formation de cellules progénitrices d'ostéoblastes et d'ostéoblastes, l'augmentation de l'apoptose des ostéoblastes et la diminution de la production d'ostéoïdes, qui diminuent toutes la formation osseuse [25,26]. Dans le même temps, les glucocorticoïdes augmentent la résorption osseuse en diminuant l'expression d'OPG, en augmentant l'expression de RANKL, en augmentant la formation d'ostéoclastes, en diminuant l'apoptose des ostéoclastes et en augmentant la sécrétion de cathepsines et de métalloprotéinases matricielles par les ostéoclastes [25,26].

Klotho fait partie intégrante du système de phosphatation, par lequel il se lie au facteur de croissance des fibroblastes 23 (FGF23) dans le rein. Le complexe klotho-FGF23 se lie ensuite au récepteur FGFR1IIC, qui initie plusieurs voies cellulaires et, finalement, entraîne la régulation à la hausse de l'expression de la 24-hydroxylase rénale (CYP24A1) et la régulation à la baisse de la la-hydroxylase rénale (CYP27B1) et des tubules rénaux. Cotransporteurs Na/P II (NPT2a et 2c) [10]. L'augmentation de l'expression (dont les différences étaient les plus marquées après ajustement pour les mesures répétées) de klotho chez les moutons sous glucocorticoïdes pendant 2 mois puis euthanasiés à 5 mois peut expliquer l'augmentation de l'expression du CYP241 également observée dans ce groupe de moutons, malgré l'absence de différences significatives dans concentrations sériques de 25OHD.

Klotho est connu comme la protéine anti-âge et les souris déficientes en klotho ont une faible formation osseuse et une faible résorption osseuse, entraînant une ostéopénie à faible renouvellement osseux [27,28]. De plus, des polymorphismes spécifiques du gène klotho sont associés à une diminution de la densité minérale osseuse chez l'homme [29,30]. Le klotho soluble régule à la hausse la protéine de réponse de croissance précoce 1 (EGR -1) et induit l'expression de marqueurs de différenciation osseuse dans la culture cellulaire d'ostéoblastes [31] De plus, les glucocorticoïdes peuvent supprimer le facteur de croissance des fibroblastes 232]. Peut-être que la plus grande expression de klotho chez les moutons sous glucocorticoïdes pendant 2 mois puis euthanasiés à 5 mois reflète le processus de récupération de ce traitement post-glucocorticoïde chez les moutons et, compte tenu de son rôle dans la formation et la résorption osseuses, peut-être un moteur clé de la récupération osseuse et, par conséquent, potentiellement une cible de traitement pour l'ostéoporose chez l'homme.

Cependant, les moutons OVX avaient également des expressions de klotho accrues par rapport aux moutons témoins. De même, une étude chez des souris déficientes en aromatase a montré que la carence en œstrogènes augmentait les niveaux de protéines klotho et que le traitement à l'œstradiol diminuait les expressions klotho chez ces souris [17]. Chez la souris, les œstrogènes régule à la baisse NPT2a dans un processus qui est indépendant de klotho/FGF23 et PTH [18]. Cependant, cet effet n'a pas été observé chez les moutons ovariectomisés dans cette présente étude. Sinon, il existe peu de littérature sur l'effet de la carence en œstrogènes sur le klotho. Des recherches supplémentaires devraient examiner les effets de l'ovariectomie et des glucocorticoïdes sur l'expression de klotho, compte tenu de son rôle dans le vieillissement et dans les maladies rénales chroniques.

TRPV5 est un canal calcique épithélial principalement exprimé dans les tubules contournés distaux et les tubules de connexion du rein [20,33]. Le canal TRPV5 est constitutivement ouvert mais subit une inactivation dépendante du calcium en association avec la calmoduline, une protéine sensible au calcium [34]. L'expression de TRPV5 peut être augmentée par la PTH et la 1,25(OH)D3 [35]. Un mouton qui a été sous glucocorticoïdes pendant 2 mois puis euthanasié à 5 mois était hypocalcémique et les concentrations sériques de calcium étaient significativement plus faibles chez les moutons de ce groupe par rapport aux autres groupes. Il est donc probable que l'augmentation de l'expression de TRPV5 résulte de la diminution de la concentration sérique de calcium chez ces animaux. Il a été démontré que les glucocorticoïdes diminuent l'absorption intestinale du calcium en diminuant l'expression de TRPV6 et de CalD9k [36,37] et en augmentant l'excrétion urinaire de calcium [14], mais une hypocalcémie cliniquement significative chez les individus en bonne santé est rare. De même, le mouton avec une faible concentration sérique de calcium ne présentait aucun signe clinique de tétanie hypocalcémique. Alternativement, l'expression accrue de TRPV5 chez les moutons sous glucocorticoïdes pendant 2 mois puis euthanasiés à 5 mois pourrait refléter le processus de récupération, par lequel pour remplacer la DMO trabéculaire récupérée, la surface et le contenu minéral osseux, une résorption accrue du calcium du rein est nécessaire.

Chez les moutons traités avec des glucocorticoïdes pendant 5 mois, l'expression de PTH1R a été augmentée par rapport aux autres groupes. De plus, par rapport aux autres groupes, il y avait peu de variation d'expression entre les moutons du groupe. Bien qu'aucune différence n'ait été observée dans les concentrations sériques de calcium chez les moutons traités avec des glucocorticoïdes pendant 5 mois, cela pourrait peut-être être associé à l'action accrue de la PTH et de son récepteur. Les effets des glucocorticoïdes sur la sécrétion et l'action de la PTH ne sont pas clairs. Certaines études chez l'homme ont montré que les patients traités par glucocorticoïdes présentaient une augmentation des concentrations sériques de PTH, ainsi qu'une diminution de l'absorption du calcium, une augmentation de l'excrétion urinaire de calcium et une diminution de la masse osseuse [38,39]. Cependant, la plupart des études n'ont trouvé aucun changement dans les concentrations sériques de PTH chez l'homme sous traitement aux glucocorticoïdes [38, 40, 41]. Une étude a montré que l'impact des glucocorticoïdes est peut-être sur la modification de la sécrétion de PTH, avec l'augmentation de la sécrétion pulsatile de PTH chez les individus traités aux glucocorticoïdes [4]. D'autres ont également montré une expression accrue de PTH1R dans les cellules souches mésenchymateuses et les cellules de type ostéoblaste en réponse au traitement à la dexaméthasone [43,44]. Ainsi, l'augmentation de l'expression rénale de PTH1R chez les moutons traités avec des glucocorticoïdes pendant 5 mois est probablement due aux 5 mois de traitement aux glucocorticoïdes.

Bien que l'ovariectomie combinée à un régime légèrement pauvre en calcium ait entraîné des modifications minimes de l'expression génique, elle semble altérer l'expression du VDR, les brebis ovariectomisées suivant un régime légèrement pauvre en calcium ayant une plus grande expression du VDR par rapport aux brebis témoins. Ceci contraste avec une étude sur des rats ovariectomisés dans laquelle ceux nourris avec un régime avec des niveaux de calcium normaux ont montré une expression rénale accrue de VDR, tandis que ceux nourris avec un régime pauvre en calcium avaient une expression VDR diminuée [45]. Il est difficile dans cette étude sur les moutons de séparer l'effet de l'ovariectomie sur l'expression rénale du VDR de l'effet du régime pauvre en calcium. Cependant, il n'y avait pas de différences significatives dans les concentrations de calcium sérique entre les groupes (à l'exception du groupe des glucocorticoïdes), suggérant que le régime légèrement pauvre en calcium avait un effet minime et que les effets sur le VDR sont peut-être dus à l'ovariectomie. Cependant, des recherches supplémentaires seront nécessaires pour étudier ces relations.

Deux études antérieures ont examiné les relations distinctes entre les gènes sensibles à la vitamine D et les gènes liés à la phosphatation dans les reins de mouton [20,21]. Cependant, les relations entre les voies de la vitamine D et de la phosphatation n'ont pas été examinées. Fait intéressant, les corrélations les plus significatives entre les gènes rapportées dans ces deux articles sont également valables pour les relations génétiques dans cette étude sur les moutons, ce qui suggère une cohérence dans les résultats entre les études et les relations entre ces gènes.extrait de salsa cistancheParmi les relations intéressantes non rapportées auparavant, comme on pouvait s'y attendre compte tenu de son rôle central dans le métabolisme du calcium, l'expression de PTH1R était fortement corrélée avec CalD28k, CalD9k, TRPV5 CYP27B1, CYP24A1, VDR, Klotho et NPT2c. L'expression de klotho était fortement corrélée à l'expression génique de TRPV5, ce qui est cohérent avec d'autres publications montrant que klotho régule positivement TRPV5 et favorise la réabsorption rénale du calcium [46,47].

Malheureusement, les différents groupes n'ont pas pu être séparés sur la base de l'expression des gènes sensibles à la vitamine D et de phosphatation à l'aide de l'analyse PCA. Cela est probablement dû à la principale limite de cette étude, à savoir la petite taille de l'échantillon. Avec seulement 3-6 animaux dans chacun des groupes, cela a probablement limité la capacité à détecter les différences d'expression génique entre les groupes.

5. Conclusions

Les résultats de cette étude montrent que les différences les plus marquées dans l'expression des gènes concernaient l'expression du klotho rénal chez les brebis ovariectomisées traitées avec des glucocorticoïdes pendant 2 mois suivis d'une période de récupération de 5 mois. Étant donné que klotho est l'hormone "anti-vieillissement" et qu'elle joue un rôle essentiel dans le métabolisme du calcium et du phosphate, il est possible que cette hormone soit impliquée de manière critique dans la récupération de la densité minérale osseuse trabéculaire et de la surface chez les moutons traités et puisse, par conséquent, potentiellement être une cible de traitement de l'ostéoporose chez l'homme. Cependant, des recherches supplémentaires sont nécessaires sur les effets des glucocorticoïdes et de l'ovariectomie sur le klotho.

Cet article est extrait de Animals 2022, 12, 67. https://doi.org/10.3390/ani12010067 https://www.mdpi.com/journal/animals