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Biologie moléculaire de la distraction osseuse

Doi : STO-02-2004-105-1-0035-1768-101019-ART6 

P. Boulétreau [1],

M.T. Longaker [2]

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Résumé

Biologie moléculaire de la distraction osseuse

La distraction osseuse est devenue incontournable dans le domaine de l'ingénierie osseuse, et l'application récente de cette technique au squelette membraneux craniofacial a considérablement augmenté notre « arsenal thérapeutique » au service de la chirurgie reconstructrice cranio-maxillo-faciale. Cependant, si les aspects biomécaniques, histologiques et ultrastructuraux de la distraction osseuse ont été bien étudiés, les mécanismes biologiques moléculaires gouvernant l'ostéogenèse par élongation osseuse restent imparfaitement élucidés. Le laboratoire du Pr Longaker a récemment décrit un modèle animal (rats Sprague Dawley) de distraction mandibulaire qui fournit un excellent environnement pour l'étude des mécanismes biologiques moléculaires intervenant au cours de la distraction osseuse. Dans cet article, nous présentons les hypothèses et les principaux résultats de nos travaux de recherche qui nous ont permis de progresser dans la compréhension des mécanismes biologiques moléculaires gouvernant la distraction osseuse. Les études expérimentales récentes ont rapporté un nombre croissant de cytokines impliquées dans la régulation du remodelage osseux. Parmi celles-ci, nous présentons les données de la littérature concernant l'expression génique de plusieurs cytokines intervenant dans les mécanismes d'ostéogenèse par élongation osseuse (Transforming Growth Factor-ß, Bone Morphogenetic Proteins, Insulin-like Growth Factor-1, Fibroblast Growth Factor-2). L'utilisation de modèles animaux permettant d'étudier les mécanismes biologiques moléculaires gouvernant l'ostéogenèse par élongation osseuse est une étape préalable indispensable au développement de stratégies d'ingénierie tissulaire visant à accélérer la consolidation osseuse.

Abstract

The molecular and biological mechanisms of bone distraction

Distraction osteogenesis has become a mainstay in bone engineering and the recent application of this technique to the membranous craniofacial skeleton has significantly improved our armamentarium for reconstructive craniomaxillofacial procedures. However, if the biomechanical, histological and ultrastructural changes associated with distraction osteogenesis have been widely described, the molecular mechanisms governing the formation of new bone in the interfragmental gap of gradually distracted bone segments remain largely unclear. Recently, our laboratory has described a rat mandibular distraction model that provides an excellent environment for deciphering the molecular mechanisms that mediate distraction osteogenesis. In this article, we present the hypotheses and current research that have furthered our knowledge of the molecular mechanisms that govern distraction osteogenesis. Recent studies have implicated a growing number of cytokines that are intimately involved in the regulation of bone synthesis and turnover. The gene regulation of numerous cytokines (Transforming Growth Factor-ß, Bone Morphogenetic Proteins, Insulin-like Growth Factor-1, Fibroblast Growth Factor-2) during distraction osteogenesis have been best characterized and will be discussed in this text. We believe that novel systems like the rat model will facilitate our understanding of the biomolecular mechanisms that mediate membranous distraction osteogenesis and will ultimately guide the development of targeted-strategies designed to accelerate bone healing.


Mots clés : Distraction osseuse , Biologie moléculaire , Ingénierie tissulaire

Keywords: Distraction osteogenesis , Molecular biology , Tissue engineering




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Vol 105 - N° 1

P. 23-25 - février 2004 Retour au numéro
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