Traitement prometteur de l'ostéoporose dévoilé

Les chercheurs du Centre international du cancer de l'Université de Pékin et de l'École et de l'Hôpital de stomatologie de l'Université de Pékin ont fait une découverte révolutionnaire dans la quête de combattre l'ostéoporose. En utilisant un algorithme d'apprentissage profond, ils ont identifié le médicament antipaludéen dihydroartémisinine (DHA) comme un remède potentiel pour cette condition débilitante des os. 

Il a été démontré que le DHA inverse efficacement la perte osseuse liée à l'ostéoporose en préservant la « pluripotence » des cellules souches mésenchymateuses de la moelle osseuse (BMMSCs). Cette percée a le potentiel de révolutionner le traitement de l'ostéoporose, offrant de l'espoir à des millions de personnes touchées.

Une approche novatrice du traitement de l'ostéoporose

L'ostéoporose, une maladie dégénérative touchant le système squelettique, pose un défi de santé majeur, en particulier pour les personnes âgées. Elle se caractérise par une perte de densité osseuse et une détérioration de la microstructure osseuse. Chez les individus en bonne santé, il existe un équilibre délicat entre les ostéoblastes, responsables de la formation osseuse, et les ostéoclastes, chargés de la résorption osseuse. Cependant, lorsque les ostéoclastes deviennent excessivement actifs, cela entraîne une perte osseuse, caractéristique de l'ostéoporose.

De manière cruciale, les cellules souches mésenchymateuses de la moelle osseuse (BMMSCs), précurseurs des ostéoblastes, jouent un rôle pivot dans l'ostéoporose. Elles assurent un approvisionnement constant en ostéoblastes fonctionnels pour la réparation osseuse grâce à la différenciation et à une prolifération stable. Cet équilibre est essentiel pour maintenir la santé osseuse et la régénération.

Pourtant, lors de l'ostéoporose, les BMMSCs ont tendance à se transformer en adipocytes producteurs de graisse, réduisant considérablement leur potentiel régénératif. Par conséquent, restaurer la fonction de ces cellules multipotentes est primordial pour traiter l'ostéoporose.

Exploiter l'apprentissage profond pour découvrir le potentiel du DHA

L'équipe de recherche, dirigée par Zhengwei Xie, PhD, à l'Université de Pékin, a exploité la puissance de l'apprentissage profond pour prédire les réponses cellulaires aux traitements médicamenteux. Ce système pionnier de prédiction d'efficacité basé sur l'apprentissage profond (DLEPS) a précédemment réussi à identifier de nouveaux médicaments pour diverses maladies, y compris l'obésité, l'hyperuricémie et la NASH.

Pour leur étude actuelle, l'équipe a employé cet algorithme innovant pour trouver une nouvelle stratégie thérapeutique contre l'ostéoporose en se concentrant sur les BMMSCs. L'algorithme a analysé les profils des gènes différemment exprimés (DEG) chez les souris nouveau-nées et adultes, révélant la dihydroartémisinine (DHA) comme l'un des composés les mieux classés. La DHA, un extrait traditionnel de la médecine chinoise et un composant clé des traitements antipaludéens, a été identifiée pour sa capacité à promouvoir la pluripotence des BMMSCs, un facteur crucial pour maintenir l'homéostasie osseuse saine.

Les études in vivo ont démontré que l'administration d'un extrait de DHA pendant six semaines à un modèle de souris ovariectomisée (OVX) souffrant d'ostéoporose a considérablement réduit la perte osseuse dans les fémurs des animaux et préservé la structure osseuse presque entièrement. Cet effet a été obtenu en sauvant la pluripotence endogène des BMMSCs chez les souris OVX et en corrigeant la tendance à l'adipogenèse plutôt qu'à l'ostéogenèse.

Afin d'améliorer davantage l'efficacité de l'administration du médicament, les chercheurs ont conçu un système robuste utilisant des nanoparticules chargées de DHA conçues pour cibler les os. Ces nanoparticules de silice mésoporeuses (MSN) ont été conjuguées avec de l'alendronate ciblant les os (ALN) pour délivrer efficacement la DHA. Les expériences in vivo ultérieures ont donné des résultats prometteurs, les souris ayant reçu les nanoparticules MSN-ALN@DHA délivrées par nanoparticules présentant des caractéristiques osseuses similaires au groupe témoin, et sans signe de toxicité.

De plus, l'équipe a élucidé que la DHA interagissait avec les BMMSCs, préservant leur pluripotence et générant finalement plus d'ostéoblastes. En outre, les MSN-ALN exerçaient leur propre effet antiostéoporotique limité.

Les résultats collectifs de cette recherche révolutionnaire indiquent que la dihydroartémisinine (DHA) promet d'être un agent thérapeutique puissant contre l'ostéoporose. Notamment, ce travail souligne le potentiel des approches d'apprentissage profond pour accélérer le développement de médicaments et faire progresser la médecine de précision.