Contrôle génétique de la squelettogenèse

Genetic control of skeletogenesis

Department of Molecular and Human Genetics and Department of Medicine, Baylor College of Medicine, One Baylor Plaza, Houston, TX 77030, États-Unis

Résumé

Les progrès de la génétique ont permis d’établir avec précision au cours de ces dix dernières années la succession des événements moléculaires et cellulaires présidant à la mise en place du squelette. Dans l’embryon, les bourgeons squelettiques s’individualisent à partir de trois régions : le mésoderme de la plaque latérale, les somites et les cellules des crêtes neurales. Cette spécification des cellules mésenchymateuses est sous le contrôle de facteurs dits « organisateurs » FGF, BMP, ou Ihh dont l’altération conduit à des troubles de la forme générale du squelette. Ces ébauches évoluent ensuite indépendamment, et suivent deux voies d’ossification très distinctes : ossification dite membranaire, où les cellules mésenchymateuses se différencient in situ en ostéoblastes ; ossification endochondrale, où une population centrale de chondrocytes se différencient et s’organisent en une plaque de croissance cartilagineuse, primordiale pour la croissance longitudinale des os. Chacun de ces processus d’ossification est très étroitement contrôlé par des facteurs de transcription (Sox-9, cbfa1), des facteurs de croissance et leurs récepteurs (FGFR3, PTHrP), chacun intervenant à une étape très précise de la cascade moléculaire assurant la différenciation chondrocytaire et ostéoblastique. L’altération de la fonction de ces signaux, conséquence de mutations souvent activatrices, entraîne des anomalies du squelette correspondant à des maladies humaines.

Abstract

Thanks to the progresses of human genetics and to the explosion of genome manipulations in mice, our understanding of skeletogenesis has made tremendous advances during the last 10 years. For instance, growth factors and transcription factors have been identified that trigger and regulate the differentiation of the 3 cell types specific to the skeleton : chondrocytes, osteoblasts and osteoclasts. Furthermore, in several instance, genetic cascades can now be drawn that integrate both cellular and structural events during skeletogenesis. This review will summarize the most recent advances of the field of skeleton development, trying to present a comprehensive view of the steps and regulatory events that genetically control skeletogenesis.