« Nous pensons avoir identifié une nouvelle voie à travers laquelle le cerveau régule la masse osseuse. C’est très prometteur car cela permet au corps de passer la vitesse surmultipliée (overdrive) pour fabriquer de l’os », a déclaré Stephanie Correa, professeur-assistant à l'Institut de recherche sur le cerveau de UCLA, à Los Angeles, et co-auteur de l’étude parue dans la revue Nature Communications.

Le blocage d'un ensemble particulier de signaux provenant d'un petit nombre de neurones dans le cerveau incite les souris femelles (mais pas les mâles) à construire des os extrêmement denses et à les conserver jusqu'à un âge avancé. De plus, les « os super-denses » sont également exceptionnellement résistants.

Ces neurones pourraient jouer un rôle important dans le contrôle de la densité osseuse chez les femmes, ont indiqué les chercheurs. Des recherches qui pourraient conduire à de nouveaux traitements pour l'ostéoporose chez les femmes ménopausées.

Suppression des récepteurs aux estrogènes

La découverte a été faite par hasard lors d’expériences sur une population spécifique de quelques centaines de cellules cérébrales sensibles aux œstrogènes et qui sont situées dans une région de l’hypothalamus appelée le « noyau arqué ». Stephanie Correa, alors chercheuse en post-doctorat au sein du laboratoire d’études de UCLA a découvert que, chez la souris, la suppression génétique du récepteur des œstrogènes dans ces neurones provoquait une légère augmentation de poids et une moindre activité.

Stephanie Correa s'attendait à observer une accumulation de graisse ou un gain de masse musculaire, mais ce n'était pas le cas. Pour connaître l'origine du surplus de poids, elle a utilisé des techniques de laboratoire plus sensibles. À sa grande surprise, elle a découvert que les souris avaient des os plus gros et que leur masse osseuse avait augmenté de 800%.

Incroyable intensité de l’effet

Les chercheurs ont émis l’hypothèse que le rôle normal des œstrogènes était de dire à ces neurones de déplacer l’énergie de la croissance osseuse vers d’autres métabolismes, mais que la suppression des récepteurs aux œstrogènes avait complètement inversé ce processus.

Des expériences supplémentaires ont montré que les souris modifiées conservaient leur augmentation de densité osseuse jusqu'à la deuxième année de leur vie, ce qui est considéré comme un âge avancé : les souris femelles normales commencent à perdre de la masse osseuse à l'âge de 20 semaines, mais les souris modifiées conservent une masse osseuse élevée.

Ils ont également pu inverser la perte osseuse dans un modèle expérimental d'ostéoporose. Chez les souris femelles qui avaient déjà perdu plus de 70% de leur densité osseuse en raison d'une diminution expérimentale des œstrogènes dans le sang, la suppression des récepteurs aux œstrogènes dans l’hypothalamus a provoqué un rebond de la densité osseuse de 50% en quelques semaines.

Communication cerveau-os 

« J'ai été immédiatement frappé par l'ampleur de l'effet », a déclaré Stephanie Correa. « Nous savions tout de suite que cela changeait la donne et annonçait une nouvelle direction passionnante avec des applications potentielles pour améliorer la santé des femmes ».

Cette compréhension totalement différente sur la manière dont le corps contrôle la croissance osseuse suggère que ces chercheurs ont peut-être découvert une voie complètement nouvelle et qui pourrait être utilisée pour améliorer la résistance des os chez les femmes ménopausées et ostéoporotiques

Les chercheurs étudient actuellement comment cette « communication cerveau-os » se produit en pratique et si des médicaments pourraient être développés pour augmenter la résistance des os chez les femmes ménopausées sans les effets potentiellement dangereux du traitement substitutif par les œstrogènes.

Effet essentiellement féminin

Plus de 200 millions de personnes dans le monde souffrent d'ostéoporose, beaucoup de femmes, mais aussi des hommes. Cette maladie, qui peut avoir plusieurs causes, fragilise les os et peuvent ainsi se fracturer pour des traumatismes modérés. Quarante pour cent des femmes ont une fracture de fragilité qui est liée à l'ostéoporose après la ménopause.

L’effet « super-anabolique » du blocage des récepteurs aux estrogènes dans l’hypothalamus n’est pas retrouvé chez les mâles. Les chercheurs prévoient donc d’étudier aussi cet aspect pour avoir plus d'indices sur le développement de ces neurones, leur fonctionnement et leur activité.
Plus nous en comprendrons le fonctionnement, mieux nous pourrons les manipuler pour les améliorer la santé des os.