Imagerie in vivo de l'inflammation aux particules d'usure de polyéthylène dans un modèle d'ostéolyse murin

Introduction : Le descellement aseptique est la principale complication à long terme des arthroplasties totales de hanche. Il est défini par la perte de fixation des implants secondaire à une ostéolyse péri-prothétique (OPP). Le macrophage joue un rôle central dans le processus d’OPP. En réponse aux débris d’usures, les macrophages produisent de grandes quantités de dérivés oxygénés et nitriques hyperactifs (reactive oxygen species ROS/reactive nitrogen species RNS) qui amplifient la réaction inflammatoire locale et induisent une résorption osseuse qui aboutit à l’OPP. La sonde luminescente L-012 est une molécule dérivée du Luminol utilisée récemment comme un détecteur de dérivés ROS/RNS libérés aux cours des processus inflammatoires. Du fait de la grande spécificité de la sonde L-012 à reconnaitre les dérivés ROS/RNS, nous avons formulé l’hypothèse selon laquelle la visualisation in vivo de la réponse inflammatoire aux particules de PE pourrait se faire par bioluminescence.Objectif : L’objectif de ce travail était de valider un moyen d’imagerie non invasif pour visualiser en temps réel la réaction inflammatoire induite par les particules de polyéthylène (PE).Méthodes Le modèle d'ostéolyse de calvaria murin a été utilisé. Sous conditions d'asepsie stricte, 10 mg de PE ont été implantés au contact du crâne de souris mâles âgés de 8 semaines de type C57BL6. Un groupe contrôle (sham) a également été opéré, mais sans mise en place de particules. Au total, 64 souris ont été incluses. Après injection sous-cutanée de L-012, la bioluminescence était détectée in vivo et quantifiée à l’aide d’une caméra CCD à J3 J7 J14 et J21. Un sacrifice séquentielle aux mêmes délais (n=8 souris à chaque délai) était réalisé avec évaluation de l’ostéolyse par microscanner et analyse histomorphométrique. Une quantification par RT-PCR des ARNm des cytokines proinflammatoires (TNF alpha et IL1-b) a été réalisée après broyage des crânes. Des tests statistiques non paramétriques ont été utilisés.Résultats : Après implantation de PE, on relevait une augmentation significative du signal luminescent émis dès J3 (p=0.001) avec un maximum atteint à J7 (p=0.001). Ensuite ce signal diminuait progressivement pour se normaliser à partir de J21. Dans le groupe sham, aucune modification du signal luminescent n'a été observée. L'analyse microscanner a mis en évidence une perte osseuse significative à J7 (p =0.01) et J14 (p=0.01), avec réparation osseuse à J21. Le signal luminescent était fortement corrélé aux taux et à la cinétique des ARNm des cytokines proinflammatoires r=0.98 (p<0.0001) pour le TNF-alpha et r=0.96 (p<0.0001) pour l’IL-1b.Conclusion L’imagerie en bioluminescence par la sonde L-012 permet une visualisation en temps réel de l’inflammation induite par les débris d’usure. Ces résultats indiquent que la bioluminescence pourrait représenter un outil simple et non invasif d'évaluation de l’ostéolyse aux particules d’usures sur modèles animaux. Cet outil d’imagerie pourrait également évaluer l’efficacité de différentes approches thérapeutiques ou prophylactiques visant à limiter la réaction inflammatoire et l’ostéolyse sans sacrifice d’animaux.