Un metodo non invasivo per generare il modello di lesione cartilaginea intra-articolare indotta dal carico ciclico del ginocchio di ratto

Riepilogo

Qui, presentiamo il modello di lesione cartilaginea intra-articolare indotta dal carico ciclico del ginocchio di ratto, generato da 60 compressioni cicliche su 20 N, con conseguente danno alla cartilagine condilare femorale nei ratti.

Abstract

La fisiopatologia dell'osteoartrite primaria (OA) rimane poco chiara. Tuttavia, una sottoclassificazione specifica di OA in gruppi di età relativamente più giovani è probabilmente correlata con una storia di danno alla cartilagine articolare e avulsione legamentosa. I modelli animali chirurgici di OA del ginocchio svolgono un ruolo importante nella comprensione dell'insorgenza e della progressione dell'OA post-traumatica e aiutano nello sviluppo di nuove terapie per questa malattia. Tuttavia, i modelli non chirurgici sono stati recentemente considerati per evitare infiammazioni traumatiche che potrebbero influenzare la valutazione dell'intervento.

In questo studio, è stato sviluppato un modello di ratto con lesione cartilaginea intra-articolare indotto da carico ciclico di compressione in vivo , che ha permesso ai ricercatori di (1) determinare l'entità, la velocità e la durata ottimali del carico che potrebbero causare danni alla cartilagine focale; (2) valutare i cambiamenti patologici spaziotemporali post-traumatici nella vitalità dei condrociti; e (3) valutare l'espressione istologica di molecole distruttive o protettive coinvolte nei meccanismi di adattamento e riparazione contro i carichi di compressione articolari. Questo rapporto descrive il protocollo sperimentale per questa nuova lesione cartilaginea in un modello di ratto.

Introduzione

Tradizionalmente, la transezione del legamento crociato anteriore (LCA) o la destabilizzazione del menisco mediale è stata considerata ottimale per lo studio dell'osteoartrite post-traumatica (PTOA) nei piccoli animali. Negli ultimi anni, modelli di compressione ciclica non invasivi sono stati utilizzati per studiare la PTOA. Questo modello è stato originariamente progettato per studiare la risposta ossea spugnosa al carico meccanico¹ ed è stato poi modificato come modello animale non chirurgico per gli studi PTOA 2,3,4,5,6.

Protocollo

Il protocollo è stato approvato dal Comitato per la ricerca sugli animali dell'Università di Kyoto (numero di approvazione: Med kyo 17616).

1. Eseguire la compressione ciclica in vivo sul ginocchio del ratto

1. Indurre l'anestesia animale sperimentale
   1. Indurre l'anestesia in un ratto Wistar di 12 settimane (256,8 ± 8,7 g) mediante inalazione di soluzione di isoflurano al 5% nella scatola dell'anestesia.
   2. Iniettare per via intraperitoneale una miscela di tre agenti anestetici⁹, tra cui medetomidina, midazolam e butorfanolo, a 2 mg/kg del peso corporeo del ratto e radere l'area intorno a....

Risultati

È stato ottenuto un risultato rappresentativo delle variazioni a breve termine (1 ora e 12 ore) della vitalità dei condrociti in campioni sottoposti a carico ciclico di 20 N. Come mostrato nella Figura 3, il numero di condrociti morti (fluorescenza rossa) è aumentato a 12 ore dopo il trauma. Al contrario, il numero di condrociti viventi (fluorescenza verde) ha continuato a diminuire, con alcuni campioni che non contengono condrociti vivi nell'area interessata.

.......

Discussione

Per la prima volta, l'attuale protocollo mostra come stabilire un modello di lesione cartilaginea indotta dal carico sul condilo femorale laterale nei ratti, simile al modello di danno intra-articolare nei roditori più piccoli come il topo². Tuttavia, il protocollo di carico nei topi ha causato gravi formazioni osteofite e lesioni del legamento crociato, che non era l'ideale per valutare gli effetti della compressione ciclica. L'attuale protocollo ha creato una lesione focale della cartilagine ne.......

Materiali

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