Le point sur les modles exprimentaux et leur

Le point sur les modèles expérimentaux et leur enseignement Thierry ODENT GES Tours 2012

Scoliose idiopathique • 1 -3 % de la population • Etiologie inconnue probablement multifactorielle Facteurs génétiques Facteurs neurologiques/neuro-sensoriels Facteurs mécaniques • Exceptionnelle chez les mammifères Cavalier « King Charles » syringomélique

Modèles expérimentaux • Interventions systémiques ou locales • Espèces variées • Animaux en croissance Processus dynamique et évolutif • Deux grandes catégories Etiologie/physiopathologie Création d’une déformation rachidienne assimilable à une scoliose (anomalies de croissance des vertèbres et des disques)

Historique • Von Lesser 19ème siècle Section du nerf phrénique (lapin) • Nachlas (1950) Agrafage vertébral antérieur (chien) • Sawin (1980) , Carrey (1964) Sélection de lignées scoliotiques (lapin et poulet) > 100 modèles animaux publiés depuis

Modèles animaux • • Modèles génétiques Modèles neurologiques Modèles neuro-endocriniens Modèles mécaniques

Modèles génétiques • Association SIA et Chromosome 1, 6, 7, 12, 14 chez l’humain • Gènes candidats (Technique de synténie) Association et confirmation d’une série de loci associées à scoliose (homme/souris) Mutation du syndrome de VACTER (souris) (ky) knock-out mouse : myopathie dégénérative Chondrodystrophies

Modèle génétique : le guppy (Poecilia Reticulata) • Déformation spontanée, croisement facile, croissance rapide • Etudes facteurs primaires impliqués sans les facteurs gravitationnels • Sélection d’un locus (QTL) contrôlant la susceptibilité (fréq. -int. -localisation) • 100 gènes dont le récepteur de la mélatonine

Modèles génétiques • Asymétrie de croissance Convexité/concavité Corps vertébral/éléments postérieurs • Souris FGFR 3 « knock-out » Queue élargie Zones de croissance anormalement développées Gigantisme

Modèles génétiques • Souris FGFR 3 « knock-out » Déformation scoliotique Survient lors du pic de croissance fémoral

Modèles génétiques : enseignement • Plusieurs gènes impliqués Développement neurologique Croissance Mélatonine Poussée de croissance

Modèles animaux • • Modèles génétiques Modèles neuro-endocriniens Modèles mécaniques Contrainte externe/interne

Système neuro-endocrinien • Poulet pinéalectomisé • Rôle de la mélatonine (correction si administration) • Non transposable chez les mammifères quadrupèdes et chez les primates • Transposable chez le rat et la souris C 57 BL/6 J bipède

Modèles neuro-endocriniens • Pas transposable chez le singe et le quadrupède • Différences Anatomiques (amphiarthrose chez le poulet) Distribution des récepteurs à la mélatonine Développement de la biologie moléculaire Récepteur mélatonine

Modèles animaux • • Modèles génétiques Modèles neuro-endocriniens Modèles neurologiques Modèles mécaniques

MODELES NEUROLOGIQUES • Nombreux modèles Injection intraspinale du virus de la polio (singe) Rhizotomie dorsale (lapin-singe…) • Anomalies associées à la convexité de la déformation • Proportionnelles à l’atteinte des cordons postérieurs et du système proprioceptif • Fragilité de la jonction thoracolombaire

Modèles neurologiques : système vestibulaire • Excision du labyrinthe chez le Xenope au stade larvaire (prémétamorphique)

Modèles neurologiques : système vestibulaire • Absence de compensation par le système nerveux proprioceptif

Modèles mécaniques Troubles de croissance • Contrainte externe Plâtre-corset Fixateur externe • Contrainterne A distance du rachis Epiphysiodèse du cartilage neuro-cental Contrainte rachidienne antérieure ou postérieure

Contrainte externe • Petits animaux (rat-lapin) • Caractéristiques morphologiques et histologiques similaires à AIS Structuralisation si > 8 semaines Accentuation des déformations chez le rat bipède Auto-agravation > 30°

Rat Tail • Etude du remodelage Confirmation des lois de Hueter -Wolkmann/Wolff Montage statiques/dynamiques homéostasie discale et vertébrale

Epiphysiodèse du cartilage neurocentral • Création d’une déformation • Comparaison vissage postéroantérieur vs antéro-postérieur+++ PA : asymétrie de croissance + scoliose AP : asymétrie de croissance pédicule Lésions tissulaires nerveuses associées +++

Contraintes postérieures asymétriques • Efficacité si précoce • Résection large tissulaire pour obtenir une déformation

Rachis quadrupède • Quadrupède : Forces 3 X • Contraintes en cyphose

Rachis humain Humain : seul véritable bipède Forces gravitaires au dessus du pelvis Contrainte postérieure

Modèles mécaniques • Développés à des fins de correction chirurgicale • Influence anatomie et biomécanique • Lésions associées (anatomique+neurologique)

Modèles expérimentaux • • • Aucun ne reproduit la scoliose humaine Questions >>>> réponses Pièces de puzzle Effets collatéraux (FGFR 3, Laminectomie…) Intérêt en association avec une recherche scientifique

Contrainterne