Reverse engineering Frost's mechanostat model in mouse tibia: Insights from combined PTH and mechanical loading
Notice bibliographique
Résumé
Osteoporosis is a widespread skeletal disease impacting billions, with treatments aimed at enhancing bone mass or preventing bone loss essential for reducing fracture risk and related health complications. Clinical evidence shows that intermittent parathyroid hormone (PTH) treatment increases cortical width at certain skeletal sites, with effects further amplified when combined with mechanical loading (ML), making this pharmacological and exercise approach promising for dual osteoporosis therapy. However, the mechanisms through which PTH enhances osteogenic response are not fully understood. This study uses μ CT endpoint imaging data from the mouse tibia loading model together with mechanical assessment of strain patterns in cortical bone to quantitatively compute parameters in Frost's mechanostat model. Particularly, we investigate the effects of PTH alone and in combination with ML on bone formation threshold and rate. Our analysis shows that PTH alone promotes periosteal bone formation independently of strain patterns induced by habitual loading in a dose-dependent manner. PTH lowers the bone formation modeling threshold ( MES m ) in bones undergoing ML in a dose-dependent and site-specific manner. The highest sensitivity is observed around 37 % of tibial height, where MES m decreases from 1060.6 μ ε in untreated bones to 212.1 μ ε at an 80 μ g/kg/day g PTH dose. This region also exhibits the highest adaptation response, with a maximum modeling velocity (MaxFL) of approximately 7 μ ε /day at 80 μ g/kg/day PTH. Although the formation velocity modulus (FVM) increases in PTH-treated bones compared to untreated ones across all regions, this change is not dose-dependent. • Robust method to reverse-engineer Frost's mechanostat for studying bone adaptation. • PTH alone induces bone formation in a dose-dependent way. • PTH lowers the bone formation modeling threshold in bones in a dose-dependent way. • PTH increases the modeling velocity rate, but this effect is not dose dependent. • Bone modeling formation threshold is PTH and bone region dependent.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».