Etude de l'impact de Staphylococcus aureus sur la formation du tissu osseux

Les infections ostéo-articulaires (IOA) chroniques à Staphylococcus aureus sont caractérisées par la destruction progressive du tissu osseux et la difficulté à éradiquer S. aureus, entrainant un grand nombre de rechutes (10-20%). Les principaux facteurs proposés pour ces échecs de traitement et cette persistance bactérienne sont la faible diffusion des antibiotiques dans le tissu osseux, la formation de biofilm et l’internalisation des bactéries par les ostéoblastes (OB), cellules responsables de la minéralisation osseuse.Nos travaux, in vitro et in vivo, ont pour objectif d’apporter de nouvelles informations sur l’impact de S. aureus, et plus particulièrement de l’internalisation de cette espèce dans les ostéoblastes, sur l’homéostasie osseuse.Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés à l’impact d’une infection sur des fémurs de souris en utilisant deux souches cliniques de S. aureus déjà utilisées et caractérisées au laboratoire. Une forte perte osseuse au niveau de l’os trabéculaire suite à l’infection a été observée. De tels résultats sont en accord avec des travaux précédents montrant que S. aureus a un impact sur l’homéostasie osseuse en augmentant l’activité de résorption de l’os par les ostéoclastes. Notre objectif était de comprendre plus précisément l’origine de cette destruction osseuse et notamment si la différenciation et l’activité de minéralisation des ostéoblastes, cellules primordiales à l’homéostasie osseuse, sont également affectées par l’infection.Nous avons pour cela mis en place un protocole de culture permettant la différenciation in vitro d’ostéoblastes murins (lignée). En utilisant un modèle de protection à la gentamycine, nous avons mis en évidence que l’infection par S. aureus entrainait une diminution de la différenciation des ostéoblastes, caractérisée par une baisse d’activité et d’expression de la phosphatase alcaline (PAL). L’infection entrainait également une baisse de la capacité des ostéoblastes à former une matrice minérale osseuse. L’expression du collagène de type I, fortement impliqué dans la phase de minéralisation était diminuée et une tendance à la baisse des taux de dépôts calciques a été observée. Ces effets semblaient plus marqués lorsque la souche de S. aureus était capable d’être internalisée dans les ostéoblastes. Cette observation nous a donc conduits à caractériser le mécanisme de l’internalisation. Pour cela nous avons étudié la voie de l’intégrine β1, voie d’entrée majeure de S. aureus, en analysant les capacités d’internalisation de S. aureus dans des lignées d’ostéoblastes mutées sur des protéines de cette voie de signalisation. Nous avons également utilisé des inhibiteurs pharmacologiques ciblant ces mêmes protéines, seuls et en association, afin de préciser leur importance dans le processus d’internalisation.Cette dernière partie de l’étude nous a permis de confirmer l’importance des protéines Src1 et Rac1 ainsi que du trafic vésiculaire dans le mécanisme d’endocytose. L’objectif in fine de ce projet serait de trouver des voies thérapeutiques innovantes, ciblées spécifiquement sur l’internalisation et permettant ainsi de restreindre ou de supprimer totalement l’invasion de S. aureus dans le compartiment intracellulaire, afin de limiter le risque de chronicisation des infections ostéoarticulaires