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 Nachlas (1950) 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 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

Modèles génétiques Asymétrie de croissance Souris FGFR3 « knock-out » Convexité/concavité Corps vertébral/éléments postérieurs Souris FGFR3 « knock-out » Queue élargie Zones de croissance anormalement développées Gigantisme

Modèles génétiques Souris FGFR3 « 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 C57BL/6J 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 thoraco-lombaire

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 Contrainte interne 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 neuro-central Création d’une déformation Comparaison vissage postéro-antérieur 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 3X 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 (FGFR3, Laminectomie…) Intérêt en association avec une recherche scientifique

Contrainte interne