Les scientifiques résolvent un mystère de longue date sur la solidité des os des femmes qui allaitent.

Des chercheurs de l’UCSF et de l’UC Davis ont résolu un mystère de longue date sur la façon dont les os des femmes qui allaitent restent solides même lorsqu’elles perdent du calcium dans le lait.

Une hormone récemment découverte qui maintient la solidité des os des femmes qui allaitent pourrait également aider à guérir les fractures et à traiter l’ostéoporose dans la population générale. Des chercheurs de l’UC San Francisco et de l’UC Davis ont montré que chez la souris, l’hormone connue sous le nom d’hormone cérébrale maternelle (CCN3) augmente la densité et la résistance des os.

Leurs résultats seront publiés le 10 juillet Naturerésolvez un mystère de longue date sur la façon dont les os des femmes restent relativement robustes pendant l’allaitement, même lorsque les os sont privés de calcium pour soutenir la production de lait.

Ce qui est remarquable dans ces découvertes, c’est que nous aurions complètement manqué ce résultat si nous n’avions pas étudié les souris femelles, ce qui est malheureusement la norme dans la recherche biomédicale. Cela souligne l’importance d’examiner les animaux mâles et femelles tout au long de leur vie pour acquérir une compréhension globale de la biologie.

Holly Ingraham, PhD, auteur principal du nouvel article et professeur de pharmacologie moléculaire cellulaire à l’UCSF

Plus de 200 millions de personnes dans le monde souffrent d’ostéoporose, une grave fragilisation des os qui peut souvent entraîner des fractures. Après la ménopause, les femmes courent un risque particulièrement élevé d’ostéoporose, car les niveaux d’œstrogène, une hormone sexuelle qui favorise normalement la formation osseuse, diminuent. Les niveaux d’œstrogènes sont également faibles pendant l’allaitement, mais l’ostéoporose et les fractures osseuses sont beaucoup moins fréquentes pendant cette période, ce qui suggère qu’autre chose que l’œstrogène favorise la croissance osseuse.

Le laboratoire d’Ingraham avait précédemment découvert que le blocage d’un récepteur d’œstrogène spécifique dans certains neurones d’une petite zone du cerveau entraînait une énorme augmentation de la masse osseuse chez les souris femelles, mais pas chez les souris mâles. Ils soupçonnaient qu’une hormone présente dans le sang était responsable de la solidité des os, mais n’ont pas pu la trouver à l’époque – une recherche qui s’est encore prolongée pendant la pandémie mondiale.

Dans le nouveau travail, Ingraham et ses collaborateurs ont mené une recherche approfondie sur cette hormone de formation des os et ont finalement identifié CCN3 comme le facteur responsable chez les femelles mutantes. L’équipe a d’abord été surprise par ce résultat car CCN3 ne correspondait pas au profil typique d’une hormone sécrétée par les neurones.

Leurs doutes ont disparu après avoir trouvé CCN3 dans la même région cérébrale chez des souris femelles en lactation. Sans la production de CCN3 dans ces neurones sélectionnés, les souris femelles en lactation ont rapidement perdu des os et leurs bébés ont commencé à perdre du poids, confirmant l’importance de l’hormone dans le maintien de la santé osseuse pendant la lactation. Sur la base de cette découverte, ils appellent désormais CCN3 l’hormone cérébrale maternelle (MBH).

Lorsque des stratégies visant à augmenter le CCN3 circulant ont été mises en œuvre chez des souris femelles ou mâles jeunes adultes et plus âgées, leur masse et leur résistance osseuses ont augmenté de façon spectaculaire au fil des semaines. Chez certaines souris femelles dépourvues d’œstrogènes ou très âgées, CCN3 était capable de plus que doubler la masse osseuse.

Lorsque l’associé de recherche d’Ingraham, Thomas Ambrosi, PhD, de l’UC Davis, a testé ces os, il a été surpris par leur solidité.

« Il y a des situations où les os hautement minéralisés ne sont pas meilleurs ; ils peuvent être plus faibles et même se briser plus facilement », a-t-il expliqué. “Mais lorsque nous avons testé ces os, ils se sont révélés beaucoup plus solides que d’habitude.”

Ambrosi a examiné de près les cellules souches des os responsables de la formation de nouveaux os et a découvert que lorsqu’elles étaient exposées au CCN3, ces cellules étaient beaucoup plus susceptibles de former de nouvelles cellules osseuses.

Pour tester la capacité de l’hormone à favoriser la cicatrisation osseuse, les chercheurs ont développé un patch d’hydrogel qui pourrait être appliqué directement sur le site d’une fracture osseuse et y libérer lentement CCN3 pendant deux semaines. Chez les souris plus âgées, les fractures osseuses ne guérissent généralement pas bien. Cependant, le patch CCN3 a favorisé la formation de nouvel os au niveau du site de fracture, contribuant ainsi à une guérison précoce de la fracture.

“Aucune autre stratégie ne nous a permis d’obtenir ce type de minéralisation et de guérison”, a déclaré Ambrosi. « Nous sommes très enthousiastes à l’idée de poursuivre cette démarche et d’utiliser potentiellement CCN3 dans le contexte d’autres problèmes tels que la repousse du cartilage. »

Les chercheurs prévoient de mener de futures études sur les mécanismes moléculaires du CCN3, ses niveaux chez les femmes qui allaitent et le potentiel de cette hormone à traiter diverses maladies osseuses.

Muriel Babey, MD, co-premier auteur et médecin-chercheur au Département d’endocrinologie de l’UCSF, est impatiente de commencer par examiner comment CCN3 affecte le métabolisme osseux dans des conditions cliniquement pertinentes. En collaboration avec le programme UCSF Catalyst, William Krause, PhD, scientifique principal et co-responsable de ce projet, commencera à mettre en œuvre ces nouvelles découvertes.

« La perte osseuse ne se produit pas seulement chez les femmes ménopausées ; elle est également courante chez les femmes ; Survivantes du cancer du sein qui prennent certains bloqueurs d’hormones ; avec des athlètes de haut niveau plus jeunes et bien entraînés ; et chez les hommes plus âgés, dont le taux de survie relatif après une fracture de la hanche est pire que celui des femmes », a déclaré Ingraham. « Ce serait incroyablement excitant si CCN3 pouvait augmenter la masse osseuse dans tous ces scénarios. »