Méthode non invasive pour générer le modèle de lésion cartilagineuse intra-articulaire induite par la charge cyclique du genou du rat

Résumé

Ici, nous présentons le modèle de lésion cartilagineuse intra-articulaire induite par la charge cyclique du genou du rat, générée par 60 compressions cycliques sur 20 N, entraînant des dommages au cartilage condylien fémoral chez le rat.

Résumé

La physiopathologie de l’arthrose primaire (OA) reste incertaine. Cependant, une sous-classification spécifique de l’arthrose dans des groupes d’âge relativement plus jeunes est probablement corrélée à des antécédents de lésions du cartilage articulaire et d’avulsion ligamentaire. Les modèles chirurgicaux animaux de l’arthrose du genou jouent un rôle important dans la compréhension de l’apparition et de la progression de l’arthrose post-traumatique et aident au développement de nouvelles thérapies pour cette maladie. Cependant, des modèles non chirurgicaux ont récemment été envisagés pour éviter une inflammation traumatique qui pourrait affecter l’évaluation de l’intervention.

Dans cette étude, un modèle de lésion intra-articulaire du cartilage chez le rat induit par une charge compressive cyclique in vivo a été développé, ce qui a permis aux chercheurs (1) de déterminer l’ampleur, la vitesse et la durée optimales de la charge qui pourrait causer des lésions cartilagineuses focales; (2) évaluer les changements pathologiques spatio-temporels post-traumatiques de la vitalité des chondrocytes; et (3) évaluer l’expression histologique de molécules destructrices ou protectrices impliquées dans les mécanismes d’adaptation et de réparation contre les charges de compression articulaire. Ce rapport décrit le protocole expérimental pour cette nouvelle lésion cartilagineuse dans un modèle de rat.

Introduction

Traditionnellement, la transsection ou la déstabilisation du ménisque croisé antérieur (LCA) a été considérée comme optimale pour étudier l’arthrose post-traumatique (PTOA) chez les petits animaux. Ces dernières années, des modèles de compression cyclique non invasifs ont été utilisés pour étudier le PTOA. Ce modèle a été conçu à l’origine pour étudier la réponse osseuse spongieuse à la charge mécanique¹ et a ensuite été modifié en tant que modèle animal non chirurgical pour les études PTOA 2,3,4,5,6.

Protocole

Le protocole a été approuvé par le Comité de recherche animale de l’Université de Kyoto (numéro d’approbation: Med kyo 17616).

1. Effectuer une compression cyclique in vivo sur le genou du rat

1. Induire une anesthésie animale expérimentale
   1. Induire l’anesthésie chez un rat Wistar âgé de 12 semaines (256,8 ± 8,7 g) par inhalation d’une solution d’isoflurane à 5% dans la boîte d’anesthésie.
   2. Injecter par voie intrapéritonéale un mélange de trois agents anesthésiques⁹, y compris la médétomidine, le midazolam et le butorphanol, à 2 mg / kg du poids corporel du rat, et raser la zone autour....

Résultats

Un résultat représentatif des changements à court terme (1 h et 12 h) de la viabilité des chondrocytes dans des échantillons soumis à une charge cyclique de 20 N a été obtenu. Comme le montre la figure 3, le nombre de chondrocytes morts (fluorescence rouge) a augmenté 12 h après le traumatisme. Inversement, le nombre de chondrocytes vivants (fluorescence verte) a continué de diminuer, certains échantillons ne contenant aucun chondrocytes vivants dans la zone touchée.

Discussion

Pour la première fois, le protocole actuel montre comment établir un modèle de lésion cartilagineuse induite par la charge sur le condyle fémoral latéral chez le rat, similaire au modèle de lésions intra-articulaires chez les rongeurs plus petits tels que la souris². Cependant, le protocole de charge chez la souris a provoqué une formation sévère d’ostéophytes et des lésions ligamentaires croisées, ce qui n’était pas idéal pour évaluer les effets de la compression cyclique. Le.......

matériels

Name	Company	Catalog Number	Comments
Anesthetic Apparatus for Small Animals	SHINANO MFG CO.,LTD.	SN-487-0T
Autograph AG-X	Shimadzu Corp	N.A.	Precision Universal / Tensile Tester
Fluoview FV10i microscope	Olympus Corp	N.A.	A fully automated confocal laser-scanning microscope
ISOFLURANE Inhalation Solution	Pfizer Japan Inc.	(01)14987114133400
LIVE/DEA Viability/Cytotoxicity Kit	Thermo Fisher Scientific Japan Inc	L3224	A quick and easy two-color assay to determine viability of cells
TRAPEZIUM X Software	Shimadzu Corp	N.A.	Data processing software for Autograph AG-X