Fracture transversale du fémur de la souris avec broche stabilisatrice

Résumé

Ce protocole décrit une méthode pour effectuer des fractures sur des souris adultes et surveiller le processus de guérison.

Résumé

La réparation des fractures est une fonction essentielle du squelette qui ne peut pas être modélisée de manière fiable in vitro. Un modèle de blessure chez la souris est une approche efficace pour tester si un gène, un produit génétique ou un médicament influence la réparation osseuse, car les os murins récapitulent les étapes observées lors de la guérison des fractures humaines. Lorsqu’une souris ou un humain casse un os, une réponse inflammatoire est déclenchée et le périoste, une niche de cellules souches entourant l’os lui-même, est activé et se dilate. Les cellules résidant dans le périoste se différencient alors pour former un callosité molle vascularisée. La transition du callosité molle à un callosité dure se produit lorsque les cellules progénitrices squelettiques recrutées se différencient en cellules minéralisantes, et le pontage des extrémités fracturées entraîne l’union osseuse. Le cal minéralisé subit ensuite un remodelage pour restaurer la forme et la structure d’origine de l’os guéri. La guérison des fractures a été étudiée chez la souris à l’aide de divers modèles de blessures. Pourtant, la meilleure façon de récapituler l’ensemble de ce processus biologique est de percer la section transversale d’un os long qui englobe les deux cortex. Ce protocole décrit comment une fracture transversale du fémur stabilisée peut être réalisée en toute sécurité pour évaluer la guérison chez les souris adultes. Un protocole chirurgical comprenant des techniques détaillées de prélèvement et d’imagerie pour caractériser les différentes étapes de la cicatrisation des fractures est également fourni.

Introduction

Les fractures, ruptures dans la continuité de la surface osseuse, se produisent dans tous les segments de la population. Ils deviennent graves chez les personnes dont les os sont fragiles en raison du vieillissement ou d’une maladie, et les coûts des soins de santé liés aux fractures de fragilité devraient dépasser 25 milliards de dollars dans 5 ans ^1,2,3,4,5. Comprendre les mécanismes biologiques impliqués dans la réparation des fractures serait un point de départ dans le développement de nouvelles thérapi....

Protocole

Toutes les expériences sur les animaux décrites ont été approuvées par l’Institutional Animal Care and Use Committee du Harvard Medical Area. Des souris C57BL/6J âgées de 12 semaines (mâles et femelles) ont été utilisées dans ce protocole. Les souris mâles et femelles C57BL/6J atteignent une masse osseuse maximale vers l’âge de 12 semaines avec des fémurs suffisamment larges pour s’adapter à une broche stabilisatrice, ce qui en fait une souche appropriée à utiliser pour ce protocole¹⁵.

1. Préparation à la chirurgie

1. Autoclavez l’équipement chirurgical, y compris les ciseaux chirurgicaux, les....

Résultats

Chez les souris C57BL / 6J, une chirurgie réussie complète les étapes de guérison mentionnées précédemment avec peu ou pas de réponse inflammatoire locale ou d’implication périostéale dans le fémur controlatéral opéré par simulacre. Un hématome se forme quelques heures après la chirurgie et le périoste est activé pour recruter des progéniteurs squelettiques pour la chondrogenèse. Diverses populations cellulaires, telles que les progéniteurs mésenchymateux Prx1⁺ , peuvent être tracées .......

Discussion

Le modèle de blessure détaillé dans ce protocole englobe les quatre étapes significatives observées lors de la guérison des fractures spontanées, y compris (1) la réponse pro-inflammatoire avec la formation de l’hématome, (2) le recrutement de progéniteurs squelettiques du périoste pour former le callosité molle, (3) la minéralisation du callosité par les ostéoblastes et (4) le remodelage de l’os par les ostéoclastes.

L’intervention chirurgicale décrite dans ce manuscrit.......

matériels

Name	Company	Catalog Number	Comments
23 G x 1 TW IM (0.6 mm x 2 5mm) needle	BD precision	305193	Use as guide needle
27 G x 1 ¼ (0.4 mm x 30 mm)	BD precision	305136	Use as stabilizing pin
9 mm wound autoclip applier/remover/clips kit	Braintree Scientific, INC	ACS-KIT
Alcian Blue 8 GX	Electron Microscopy Sciences	10350
Ammonium hydroxide	Millipore Sigma	AX1303
Circular blade X926.7 THIN-FLEX	Abrasive technologies	CELBTFSG633
DREMEL 7700-1/15, 7.2 V Rotary Tool Kit	Dremel	7700 1/15
Eosin Y	ThermoScientific	7111
Fine curved dissecting forceps	VWR	82027-406
Hematoxulin Gill 2	Sigma-Aldrich	GHS216
Hydrochloric acid	Millipore Sigma	HX0603-4
Isoflurane	Patterson Veterinary	07-893-1389
Microsurgical kit	VWR	95042-540
Orange G	Sigma-Aldrich	1625
Phloxine B	Sigma-Aldrich	P4030
Povidone-Iodine Swabs	PDI	S23125
SCANCO Medical µCT35	Scanco
Slow-release buprenorphine	Zoopharm