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Le point sur les modèles expérimentaux et leur enseignement
Thierry ODENTGES Tours 2012
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Scoliose idiopathique
• 1-3 % de la population• Etiologie inconnue probablement
multifactorielleFacteurs génétiquesFacteurs neurologiques/neuro-sensorielsFacteurs mécaniques
• Exceptionnelle chez les mammifèresCavalier « King Charles » syringomélique
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Modèles expérimentaux
• Interventions systémiques ou locales• Espèces variées• Animaux en croissance Processus dynamique et évolutif
• Deux grandes catégoriesEtiologie/physiopathologieCréation d’une déformation rachidienne assimilable à une scoliose (anomalies de croissance des vertèbres et des disques)
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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
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Modèles animaux
• Modèles génétiques• Modèles neurologiques• Modèles neuro-endocriniens• Modèles mécaniques
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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
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Modèle génétique : le guppy(Poecilia Reticulata)
• Etudes des 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
• Déformation spontanée, croisement facile, croissance rapide
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Modèles génétiques• Asymétrie de croissance Convexité/concavitéCorps vertébral/éléments postérieurs
• Souris FGFR3 « knock-out »Queue élargieZones de croissance anormalement développéesGigantisme
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Modèles génétiques
• Souris FGFR3 « knock-out »Déformation scoliotiqueSurvient lors du pic de croissance fémoral
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Modèles génétiques : enseignement
• Plusieurs gènes impliquésDéveloppement neurologiqueCroissanceMélatonine
Poussée de croissance
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Modèles animaux
• Modèles génétiques• Modèles neuro-endocriniens• Modèles mécaniques• Contrainte externe/interne
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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 C57BL/6J bipède
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Modèles neuro-endocriniens
• Pas transposable chez le singe et le quadrupède• DifférencesAnatomiques (amphiarthrose chez le poulet)Distribution des récepteurs à la mélatonine Développement de la biologie moléculaire
Récepteur mélatonine
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Modèles animaux
• Modèles génétiques• Modèles neuro-endocriniens• Modèles neurologiques• Modèles mécaniques
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MODELES NEUROLOGIQUES
• Nombreux modèlesInjection 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 thoraco-lombaire
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Modèles neurologiques : système vestibulaire
• Excision du labyrinthe chez le Xenope au stade larvaire (prémétamorphique)
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Modèles neurologiques : système vestibulaire
• Absence de compensation par le système nerveux proprioceptif
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Modèles mécaniquesTroubles de croissance
• Contrainte externePlâtre-corsetFixateur externe• Contrainte interneA distance du rachisEpiphysiodèse du cartilage neuro-centalContrainte rachidienne antérieure ou postérieure
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Contrainte externe
• Petits animaux (rat-lapin)• Caractéristiques
morphologiques et histologiques similaires à AISStructuralisation si > 8 semainesAccentuation des déformations chez le rat bipèdeAuto-agravation > 30°
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Rat Tail
• Etude du remodelageConfirmation des lois de Hueter-Wolkmann/WolffMontage statiques/dynamiques homéostasie discale et vertébrale
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Epiphysiodèse du cartilage neuro-central
• Création d’une déformation• Comparaison vissage postéro-
antérieur vs antéro-postérieur+++PA : asymétrie de croissance + scolioseAP : asymétrie de croissance pédiculeLésions tissulaires nerveuses associées +++
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Contraintes postérieures asymétriques
• Efficacité si précoce• Résection large tissulaire pour obtenir une
déformation
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Rachis quadrupède
• Quadrupède : Forces 3X• Contraintes en cyphose
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Rachis humainHumain : seul véritable bipèdeForces gravitaires au dessus du pelvisContrainte postérieure
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Modèles mécaniques
• Développés à des fins de correction chirurgicale
• Influence anatomie et biomécanique • Lésions associées (anatomique+neurologique)
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Modèles expérimentaux
• Aucun ne reproduit la scoliose humaine• Questions >>>> réponses• Pièces de puzzle• Effets collatéraux (FGFR3, Laminectomie…)• Intérêt en association avec une recherche
scientifique
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Contrainte interne