Ostéoimmunologie : un changement de paradigme en chirurgie orale

Le terme « ostéologie » a été introduit en 1594 par Barthélemy Cabrol, un anatomiste français, dans son ouvrage Alphabet Anatomic. En 2000, les principes de l’ostéoimmunologie ont été définis par Arron et Choi [1] : le système immunitaire participe activement à la synthèse et au remodelage osseux. Il contrôle la formation osseuse, régule la résorption osseuse et joue un rôle clé dans l’homéostasie osseuse [2,3]. À l’inverse, les fonctions des cellules immunitaires sont influencées par le système osseux [4]. Il est donc établi que les systèmes osseux et immunitaire forment une entité unique : le système ostéo-immunitaire [5].

Une réponse immunitaire déficiente peut retarder ou empêcher l’ostéointégration [10]. Une bonne gestion osseuse nécessite une réponse immunitaire efficace. La perte osseuse autour des implants (précoce ou tardive) doit être considérée comme un mécanisme immunitaire.
De plus, les cellules et facteurs immunitaires sont des régulateurs clés de la cicatrisation et de l’angiogenèse initiale [6,7].

D’un point de vue clinique, deux questions se posent :

Comment le système immunitaire devient-il déficient ?

Que se passe-t-il lorsque l’immunité échoue ?

L’ostéointégration et la cicatrisation commencent par une réaction immunitaire : l’inflammation. Celle-ci est bénéfique en déclenchant les gènes de réparation cellulaire.
Physiologiquement, l’inflammation devrait se résoudre avant le 5ᵉ jour grâce à l’action des antioxydants [8]. Une inflammation prolongée après ce délai devient néfaste, avec une production accrue de radicaux libres (oxydants) menant à une réponse immunitaire déficiente. Cela inhibe les ostéoblastes et active les ostéoclastes, provoquant une perte osseuse due à l’échec du remodelage osseux.
Un système immunitaire défaillant engendre un retard ou un échec d’ostéointégration, une augmentation du risque infectieux et de fibrose, conséquence directe d’une inflammation chronique [9].

En résumé :

Le système immunitaire devient déficient quand l’inflammation persiste, entraînant une production excessive d’oxydants.

En cas de déficit immunitaire, les échecs et complications augmentent (perte osseuse, retard d’ostéointégration, fibrose, infections).

 

Les réactions redox se produisent en continu dans les organismes vivants, majoritairement dans les mitochondries. Celles-ci produisent des radicaux libres (ou ROS - espèces réactives de l’oxygène) comme sous-produits du métabolisme aérobie [10,11].
À faibles concentrations, les ROS sont utiles pour activer des voies physiologiques. À fortes concentrations, ils endommagent lipides, protéines, ADN, etc.

Le corps équilibre les oxydants via des antioxydants endogènes ou exogènes. Ces derniers préviennent ou neutralisent les ROS en leur fournissant un électron.
Les antioxydants régulent les cytokines pro-inflammatoires et réduisent ainsi l’inflammation sans effets secondaires.

La production d’antioxydants est régulée par le facteur de transcription Nrf2, qui contrôle plus de 500 gènes humains [14], impliqués dans la réparation cellulaire et la réduction de l’inflammation. Nrf2 joue un rôle clé dans l’ostéoporose, la différenciation des cellules souches ostéogéniques et la guérison des fractures [15,16].

Le « stress oxydatif » est défini comme un déséquilibre entre oxydants et antioxydants, apparaissant lorsque les défenses antioxydantes sont dépassées [19,20].
Il est lié à de nombreuses maladies aiguës et chroniques [21], accélère le vieillissement, favorise l’ostéoporose [22-24], altère le système immunitaire [25], et contribue à de nombreuses pathologies (cancers, arthrite, maladies cardiovasculaires, neurodégénératives, auto-immunes) [26-30].

Les antioxydants ont l’effet inverse : ils renforcent la minéralisation et freinent l’activité ostéoclastique [31].

Le remodelage osseux suit un cycle d’environ six mois, régulé par des cytokines, facteurs de croissance et hormones [32].
Les ROS inhibent les ostéoblastes et induisent leur apoptose ainsi que celle des ostéocytes [33-35]. Ils favorisent aussi l’activation des ostéoclastes [36,37].
Cela perturbe la minéralisation et accélère la perte osseuse.

Plus le niveau d’oxydants est élevé, plus l’inflammation est forte.
La réussite d’un implant dépend donc de la quantité d’antioxydants disponibles.

L’ostéoimmunologie repose sur les liens étroits entre le système osseux et immunitaire [38].
Ils partagent des voies de signalisation communes, influençant mutuellement leur fonctionnement [39].

Dans le parodonte, la dysbiose microbienne seule ne déclenche pas la parodontite. Ce sont les cellules immunitaires, via RANKL, qui activent l’ostéoclastogenèse [40-43].
Les lymphocytes T sur-expriment RANKL et TNF-α dans les cas de parodontite. Les neutrophiles participent aussi à la production de ROS et au maintien de l’inflammation chronique [44-46].

Après fracture, les macrophages sont omniprésents et déclenchent une réaction inflammatoire puis angiogénique [47-49].
Mais deux conditions sont nécessaires à cette cascade : suffisamment d’antioxydants et l’activation des gènes de réparation [50].

Causes systémiques :

Diabète : maladie inflammatoire chronique [51-53].

Tabac : détruit les antioxydants et augmente l’inflammation [54,55].

Allergie à la pénicilline : inflammation chronique, risques accrus d’infection, carence en vitamine D fréquente [56-59].

Carence en vitamine D : impacte l’immunité, la cicatrisation et l’ostéointégration [60-69].

Hypercholestérolémie : le LDL freine la formation osseuse ; le HDL agit comme antioxydant [70-75].

 

Causes locales :

Tissus mous inflammés : induisent résorption et fibrose [76,77].

Réaction au corps étranger : inflammation prolongée selon la biocompatibilité du matériau [78-81].

Hypoxie chronique : tensions tissulaires ou compression osseuse favorisent l’oxydation [82-85].

Systémiques :

Antioxydants oraux : réduction jusqu’à 40 % du stress oxydatif [88-90]. Inclure vitamine D, C, zinc, mélatonine, probiotiques, etc. [91-104].

Réduction du LDL : si >1.4 g/l, traitement requis avant chirurgie [106].

Azithromycine : antibiotique immunomodulateur supérieur à l’amoxicilline pour les tissus péri-implantaires [107-109].

Jeûne intermittent : 16h/jour, améliore la cicatrisation via l’autophagie [110-111].

Exercice physique : mobilisation des cellules souches immunitaires, amélioration générale de l’immunité [112-113].

 

Locales :

Facteurs de croissance et PRF : favorisent angiogenèse, anti-inflammation, ostéogenèse et cicatrisation secondaire [114-118].

Biomatériaux peu inflammatoires : os humain ou porcin préférable [80].

Placement implantaire : éviter la compression du cortex crêteux, surforage recommandé.

Fermeture sans tension : respecter les principes PASS (Fermeture Primaire, Angiogenèse, Stabilité, Espace) [119].

L’ostéoimmunologie a profondément enrichi notre compréhension du lien entre immunité et santé osseuse.
Les protocoles ostéo-immunitaires proposés ici (préparation biologique, azithromycine, PRF, biomatériaux adaptés, bonne technique chirurgicale) peuvent réduire les échecs et améliorer les résultats à long terme.

Elle offre également une nouvelle perspective sur la péri-implantite, très proche de la parodontite dans son mécanisme inflammatoire.

Toutefois, des études cliniques randomisées sont nécessaires pour valider ces approches et confirmer l’impact des nutraceutiques sur la prévention de la péri-implantite.