Rôle de la protéine matricielle Gla (MGP) dans le développement du cartilage sain et pathologique - Université de Lorraine Access content directly
Theses Year : 2022

Role of Matrix Gla Protein (MGP) in cartilage development and disease

Rôle de la protéine matricielle Gla (MGP) dans le développement du cartilage sain et pathologique

Abstract

In long bones, bone development take place within a highly specialized and structured termed as growth plate. This structure is located at each extremity of long bones, which are called epiphysis. During embryonic development, within growth plate, rounded resting chondrocytes will start to proliferate and take a columnar arrangement, before undergoing maturation that will results in their hypertrophy. Thus, hypertrophic chondrocytes will participate to matrix degradation and vascular invasion, of cartilage by cells from osteoblastic and osteoclastic lineage. Finally late terminal hypertrophic chondrocytes will either undergo apoptosis or trans-differentiate in osteoblasts.Regulation of growth plate development require several signaling pathways and molecular actors wich include Matrix Gla protein.Matrix Gla protein is a small protein mainly expressed in cartilages, arteries, veins, trachea, and lungs. MGP belong to the Vitamin K dependent family (VKDPs) and so, it is characterized by presence of ℽ-carboxyglutamates (Gla) residues. Those Gla residues allow MGP to directly binds calcium ions, calcium containing crystals or Bone morphogenic protein 2 (BMP2) to inhibits mineralization of soft tissue. Experimental model of MGP deficiency, MGP KO mice exhibits extensive calcification of arteries, abnormal calcification of cartilage associated with midface hypoplasia and moderate growth retardation. Studies of vascular and craniofacial phenotype have confirmed the major role of MGP in inhibition of ectopic calcifications. Contrastly, the growth retardation observed in absence of MGP appear not to be linked to abnormal calcification but remains largely understudied. Recent studies have also associated MGP gene polymorphisms with osteoarthritis (OA) development.In this context, we proposed, for the very first time, to study and described the growth plate cartilage of MGP KO mice as well as osteoarthritis development in MGP heterozygous mice.
Dans les os longs, le développement du tissu osseux prend place au niveau d’une structure cartilagineuse hautement spécialisée et organisée nommée plaque de croissance. Le cartilage de croissance est localisé au niveau de chaque extrémités osseuses nommées épiphyses. Lors du développement embryonnaire, les chondrocytes arrondis quiescents vont proliférer et s’arranger en colonnes avant d’entrer en phase de maturation, ce qui aboutira à leur hypertrophie. Alors, les chondrocytes hypertrophiques vont induire la dégradation de la matrice extracellulaire et l’invasion vasculaire du cartilage de croissance par des cellules des lignées ostéoblastiques et ostéoclastiques. Enfin, les chondrocytes hypertrophiques terminaux entrerons en apoptose ou se trans-différencieront en ostéoblastes.La régulation de la plaque de croissance est un processus complexe qui requière l’implication de nombreux acteurs moléculaires, parmi lesquels se trouvent la protéine matricielle Gla.La protéine matricielle Gla (MGP) est une protéine de petite taille principalement exprimée au niveau du cartilage, des artères, des veines, de la trachée et des poumons. MGP est un membre de la famille des protéines vitamine K dépendantes (VKDPs) et est alors caractérisés par la présence de résidus glutamates modifiés post-traduction, les résidus ℽ-carboxyglutamates (Gla). Les résidus Gla permettent à MGP de se lier directement au ions calcium, au cristaux calciques et à la protéine BMP2 (Bone morphogenic protein 2) afin d’inhiber le processus de minéralisation des tissus. Les souris MGP KO, modèle murin de la déficience en MGP, présentent des calcifications anormales au niveau des artères et de plusieurs cartilages, associé à un dysmorphisme crânio-facial et un retard de croissance modéré. L’étude du phénotype artériel et de l’hypoplasie médio-faciale a permis de mettre en évidence le rôle majeur que joue MGP dans l’inhibition de calcifications pathologiques. A inverse, des études suggèrent que le retard de croissance observé chez les souris MGP KO n’est pas lié aux calcifications anormales qu’elles développent. Enfin, des études récentes ont associé des polymorphismes du gène codant MGP avec le développement d’arthrose (OA).C’est dans ce contexte, que ce projet de thèse s’est proposé, pour la toute première fois, d’étudier de manière précise les altérations de la plaque de croissance des souris MGP KO ainsi que le développement d’OA chez des souris hétérozygotes pour le gène MGP.
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tel-04074750 , version 1 (19-04-2023)

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  • HAL Id : tel-04074750 , version 1

Cite

Alexandre Marano. Rôle de la protéine matricielle Gla (MGP) dans le développement du cartilage sain et pathologique. Médecine humaine et pathologie. Université de Lorraine, 2022. Français. ⟨NNT : 2022LORR0237⟩. ⟨tel-04074750⟩
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