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Lu.72 - Le phosphate, le calcium et les cristaux phosphocalciques régulent l'activité des cellules osseuses: analyse des mécanismes moléculaires
S Khoshniat (1); M Julien (1); L Beck (2); M Petit (1); T Rouillon (1); M Masson (1); M Gatius (1); P Weiss (1); J Guicheux (1); - (1) Nantes - France; (2) Paris - France;
21ème Congrès
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Résumé
Introduction

Le phosphate et le calcium, outre leur implication dans la formation des cristaux phosphocalciques, agissent comme molécules de signalisation dans les cellules ostéoarticulaires. Le phosphate stimule l'expression de molécules impliquées dans le contrôle de la formation des cristaux tels que l'ostéopontine (OPN) ou la Matrix Gla Protéine (MGP) dans les chondrocytes et les ostéoblastes. Cette régulation s'établit via les voies MAPK (ERK1/2) et implique des facteurs de transcription appartenant à la famille AP-1 (Fra-1). Dans ce contexte, les objectifs de ce travail furent de définir si le calcium régule les effets cellulaires du phosphate et si la formation des cristaux phosphocalciques pouvait être impliquée dans ces effets cellulaires.

Matériels et Méthodes

Des cellules ostéoblastiques MC3T3-E1 ont été utilisées. L'expression de la MGP et de l'OPN a été déterminée par PCR en temps réel et la phosphorylation de ERK1/2 a été mise en évidence par western blot. L'utilisation de doses croissantes de calcium et de phosphate a permis de déterminer les concentrations minimales nécessaires à l'activation de ERK1/2 et à la stimulation de l'expression des gènes. L'utilisation d'inhibiteurs de la formation de cristaux a permis de déterminer le rôle de ces cristaux dans l'activation des voies de signalisation.

Résultats

Nos résultats indiquent que la paire d'ions (10 mM Pi ; 1.8 mM calcium) stimule l'expression de la MGP et de l'OPN via la phosphorylation de ERK1/2. L'utilisation de concentrations croissantes en Pi et calcium a montré qu'une concentration minimale de 1,8 mM de calcium est nécessaire pour que se produise la phosphorylation de ERK1/2 dépendante du Pi et que l'expression de la MGP et de l'OPN soit stimulée. De plus, l'utilisation d'un chélateur de calcium, l'EDTA, bloque les effets cellulaires de la paire d'ions. Cependant, l'EDTA est aussi un puissant inhibiteur de la formation des cristaux phosphocalciques. En effet, la formation de cristaux en présence de 10 mM de phosphate et 1,8 mM observée en microscopie électronique à transmission, ne se produit plus en présence d'EDTA. Ces données nous ont conduits à rechercher si la phosphorylation de ERK1/2 et la stimulation de l'expression des gènes n'étaient pas médiées par la formation de cristaux. Dans ce but, nous avons utilisé le phosphocitrate, un inhibiteur de la formation des cristaux. Nos données indiquent que le phosphocitrate inhibe la formation des cristaux et les effets cellulaires induits par la paire d'ions.

Conclusion

Nos résultats suggèrent donc que la présence concomitante des ions phosphate et calcium est nécessaire à la phosphorylation de ERK1/2 ainsi qu'à la régulation de l'expression des gènes impliqués dans la formation des cristaux. De plus, ces études révèlent le rôle des cristaux dans l'activation des voies de signalisation dans les cellules ostéoarticulaires. Ces données pourraient contribuer à améliorer notre compréhension des mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués dans les arthropathies cristallines.

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