Mechanobiology of bone tissue

La masse osseuse et son architecture s'adaptent en permanence aux contraintes mécaniques environnantes, afin de conférer à l'os une résistance appropriée à la rupture en utilisant le moins de matière possible. Il est couramment admis que cette adaptation est sous le contrôle des ostéocytes, qui répondent aux flux de liquide interstitiel induits par les contraintes mécaniques à travers le réseau lacuno-cunaliculaire en produisant des molécules de signalisation. Densité et architecture osseuses optimales ne dépendent pas seulement de l'intensité et de la distribution spatiale des stimuli mécaniques, mais aussi de la capacité de réponse des ostéocytes à ces stimuli. Les cellules osseuses sont réactives vis-à-vis des stimuli mécaniques, mais les paramètres des contraintes qui jouent un rôle critique restent mal connus. De même ne sait-on pas si différentes modalités de contrainte telles que cisaillement, tension ou compression affectent les cellules différemment ou non. Ainsi et bien qu'une déformation des tissus, et des contraintes de cisaillement induites par le fluide interstitiel entraînent une déformation des cellules, ces stimuli pourraient enclencher différentes voies de signalisation impliquées dans la croissance et le remodelage osseux. La mise au point de nouvelles approches d'ingénierie tissulaire permettant l'élaboration d'organes bioartificiels capables de subir des contraintes mécaniques, requiert à la fois l'utilisation des cellules à même de répondre aux forces locales s'exprimant au sein des tissus, et l'optimisation des stimuli biophysiques à appliquer pour favoriser une régénération rapide des tissus et la solidité des tissus régénérés.