La progression structurale rachidienne dans la spondyloarthrite axiale est classiquement associée à la présence d’inflammation et notamment de coins vertébraux inflammatoires. Néanmoins, cette ossification intervertébrale suit un processus variable et encore imparfaitement compris faisant intervenir divers facteurs autres que l’inflammation pouvant expliquer la présence de patients progresseurs sans inflammation locale. L’objectif de ce travail était de démontrer, grâce à l’imagerie par contraste de phase aux rayons X que l’ossification survient en amont à la fois de l’inflammation systémique et de l’inflammation locale dans un modèle d’arthrite réactionnelle, l’arthrite induite par adjuvant (AIA).

L’arthrite a été induite chez des rats Lewis mâles âgés de 6 semaines par une injection sous-cutanée de Mycobacterium butyricum . Les analyses ont été réalisées chez des témoins et à trois phases clés de l’arthrite chez les rats AIA : phase préclinique (jour 4 post induction), phase de début (jour 11) et phase aiguë (jour 30). Une tomographie par contraste de phase aux rayons X a été effectuée à l’European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) à Grenoble ; pour chaque point temporel nous avons évalué de manière automatisée la densité osseuse, la microarchitecture (volume osseux, connectivité, degré d’anisotropie, l’épaisseur trabéculaire), la formation d’os néoformé, ainsi que la présence de ténosynovite et d’érosions. Les niveaux plasmatiques d’iFABP, de P1NP, d’IL-1β et de TNF-α ont été mesurés pour évaluer l’inflammation systémique, la formation osseuse et la perturbation de la barrière intestinale.

Au total, cinq rats par groupe ont été inclus. Une diminution de la densité osseuse a été observée dès le jour 11, concomitante à l’augmentation des taux de TNF-α et d’IL-1β. Des modifications microarchitecturales ( Fig. 1 ) avec une réduction de l’épaisseur trabéculaire à J4, J11, et J30 (respectivement 13,30 %, 20,88 %, et 32,68 %) significative à partir de J11 ( p < 0,05) et une perte de connectivité trabéculaire (respectivement 155,21 %, 119,48 %, et 89,00 %) par rapport au groupe contrôle ont été observées. Une formation osseuse nouvelle a été détectée dès le jour 4 à la surface périostée de la métaphyse, au niveau de l’insertion des ligaments vertébraux ( p < 0,001), parallèlement à l’élévation des niveaux des marqueurs d’ostéoformation (P1NP) ( p < 0,05) et de dégâts de la membrane intestinale (iFABP) ( p < 0,05). De plus, des érosions endostéales étaient déjà présentes au jour 4. Des ténosynovites au niveau de la queue ont été observées à partir du jour 11.

Notre étude met en évidence que, dans un modèle préclinique de spondyloarthrite, des modifications osseuses précoces et l’initiation de l’ossification intervertébrale apparaissent dès le jour 4, précédant à la fois l’inflammation systémique et locale, en parallèle à une perturbation de la barrière intestinale.