Une équipe de recherche japonaise visualise les changements métaboliques cellulaires lors de la cicatrisation osseuse par IRM hyperpolarisée

Le 21 août 2026, l'Université des sciences pharmaceutiques de Gifu et l'Université de Gifu ont annoncé qu'une équipe de recherche multi-institutionnelle japonaise avait réussi à visualiser, chez des souris vivantes, les changements de l'état redox des cellules progénitrices osseuses au cours du processus de cicatrisation des fractures, grâce à la technique d'imagerie par résonance magnétique hyperpolarisée. Ces résultats ont été publiés en ligne le 15 août 2026 dans la revue académique britannique *npj Imaging*.

Cette recherche a été menée par Takuya Kubo, étudiant diplômé du Département de pharmacologie de l'Université des sciences pharmaceutiques de Gifu, le professeur Eiichi Hinoi, ainsi que par les équipes de recherche associées de l'Université de Gifu, en collaboration avec l'Université de Tokyo, l'Université d'Osaka, l'Institut national de recherche sur la réadaptation des personnes handicapées, entre autres institutions.

Après une fracture, un tissu appelé « cal osseux » se forme au niveau du site fracturé, et de multiples types de cellules participent au processus de réparation. Parmi celles-ci, les cellules progénitrices osseuses sont capables de proliférer et de se différencier en chondrocytes et en ostéoblastes, constituant une base cellulaire essentielle pour la réparation des fractures. Les examens radiographiques et par tomodensitométrie existants observent principalement les changements structurels tels que la morphologie osseuse et la masse osseuse, mais au début de la cicatrisation des fractures, il est difficile d'évaluer avec précision la progression de la réparation à l'aide de la seule imagerie structurelle.

Dans cette étude, les chercheurs ont combiné la technique d'IRM hyperpolarisée reflétant l'état redox, à savoir l'imagerie par résonance magnétique à polarisation nucléaire dynamique in vivo (DNP-IRM), avec une sonde de contraste améliorée réagissant aux espèces réactives de l'oxygène, afin d'observer la formation du cal osseux et les changements métaboliques dans un modèle murin de fracture.

Les résultats ont montré que, par rapport aux os sains non fracturés, le signal de la sonde au niveau du site fracturé diminuait plus rapidement, indiquant une activité redox locale accrue. Au 3e jour après la fracture, cette activité atteignait son pic ; aux 7e et 14e jours, elle restait à un niveau élevé ; puis aux 21e et 28e jours, elle diminuait à mesure que le remodelage osseux progressait.

En analysant plus en détail les cellules progénitrices osseuses du site fracturé, l'équipe de recherche a constaté que, par rapport aux cellules similaires issues d'os sains, ces cellules présentaient une activité redox plus élevée, accompagnée d'une plus grande quantité d'espèces réactives de l'oxygène d'origine mitochondriale. Les chercheurs estiment que cela indique que la DNP-IRM est capable de capturer l'activité cellulaire associée au processus de cicatrisation des fractures ainsi que les changements de la dynamique redox in vivo.

Ces résultats offrent une nouvelle approche d'imagerie pour l'évaluation précoce de la cicatrisation des fractures et contribuent également à une meilleure compréhension des mécanismes de régénération osseuse. L'équipe de recherche indique que cette technologie pourrait, à l'avenir, être utilisée pour l'évaluation de la cicatrisation des fractures, la recherche sur la régénération osseuse, ainsi que pour le développement de méthodes de diagnostic et de traitement des maladies osseuses.