Le macrophage joue un rôle central dans le processus d’ostéolyse péri-prothétique (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 comme un détecteur spécifique de dérivés ROS RNS libérés aux cours des processus inflammatoires. Notre hypothèse principale était que la visualisation des ROS RNS in vivo produits au cours de l’inflammation aux particules d’usure du polyéthylène (PE) pourrait se faire par bioluminescence.

Le modèle d’ostéolyse de calvaria murin a été utilisé. Sous conditions d’aseptie stricte, 10mg de PE ont été placés au contact du crâne de souris mâles âgés de 8 semaines de type C57BL6. Un groupe témoin (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 pro-inflammatoires (TNF alpha et IL1-b) était faite après broyage des crânes. Des tests statistiques non paramétriques ont été utilisés.

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.

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 modèle animaux.