פגיעה לא פולשנית ברצועה הצולבת הקדמית (ACL) הנגרמת על ידי דחיסה והדמיית in vivo של פעילות פרוטאז בעכברים

Summary

פגיעה לא פולשנית ב-ACL היא שיטה אמינה ורלוונטית קלינית להתחלת דלקת מפרקים ניוונית פוסט-טראומטית (PTOA) בעכברים. שיטת פציעה זו מאפשרת גם כימות in vivo של פעילות פרוטאז במפרק בנקודות זמן מוקדמות לאחר הפציעה באמצעות פרוטאז-מופעל ליד בדיקות אינפרא אדום והדמיית החזרת פלואורסצנטיות.

Abstract

פציעות מפרקים טראומטיות כגון קרע ברצועה הצולבת הקדמית (ACL) או קרעים במיניסקוס מובילות בדרך כלל לדלקת מפרקים ניוונית פוסט-טראומטית (PTOA) תוך 10-20 שנה לאחר הפציעה. הבנת התהליכים הביולוגיים המוקדמים המופעלים על ידי פציעות מפרקים (למשל, דלקת, מטאלופרוטאזות מטריקס (MMPs), פרוטאזות קתפסין, ספיגת עצם) חיונית להבנת האטיולוגיה של PTOA. עם זאת, ישנן מעט אפשרויות למדידת in vivo של תהליכים ביולוגיים אלה, והתגובות הביולוגיות המוקדמות עשויות להיות מבולבלות אם נעשה שימוש בטכניקות כירורגיות פולשניות או זריקות כדי ליזום OA. במחקרים שלנו על PTOA, השתמשנו בבדיקות הניתנות להפעלת פרוטאז קרוב לאינפרא-אדום הזמינות באופן מסחרי בשילוב עם דימות החזרת פלואורסצנטיות (FRI) כדי לכמת את פעילות הפרוטאז in vivo לאחר פגיעת ACL לא פולשנית הנגרמת על ידי דחיסה בעכברים. שיטת פציעה ACL לא פולשנית זו מזכירה היטב מצבי פציעה רלוונטיים מבחינה קלינית והיא אספטית לחלוטין מכיוון שהיא אינה כרוכה בהפרעה לעור או לכמוסת המפרק. השילוב של פציעות אלה ושיטות הדמיה מאפשר לנו לחקור את מהלך הזמן של פעילות פרוטאז במספר נקודות זמן לאחר פגיעה טראומטית במפרקים.

Introduction

דלקת מפרקים ניוונית היא בעיה בריאותית נפוצה המשפיעה על מיליוני אנשים בארצות הברית¹. דלקת מפרקים ניוונית פוסט-טראומטית (PTOA) היא תת-קבוצה של OA הנגרמת על ידי פגיעה במפרק כגון קרע ברצועה הצולבת הקדמית (ACL), פגיעה במיניסקוס או שבר תוך מפרקי². שיעור חולי OA סימפטומטיים שניתן לסווגם כ- PTOA הוא לפחות 12%³, ואטיולוגיה זו משפיעה בדרך כלל על אוכלוסייה צעירה יותר מאשר OA⁴ אידיופתי. מודלים עכבריים של OA הם כלים חיוניים לחקר אטיולוגיה של מחלות וטיפולים פוטנציאליים ב- OA על ציר זמן קצר בהרבה (4-12 שבועות במודלים של עכברים בהשוואה ל- 10-20 שנים בבני אדם). עם זאת, השיטות ליזום OA בעכבר....

Protocol

כל ההליכים המתוארים אושרו על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים באוניברסיטת קליפורניה דייוויס. עכברי C57BL/6J זכרים בני 3 חודשים שימשו במחקר הנוכחי.

1. פגיעה לא פולשנית ב-ACL

הערה: פציעת ACL הנוצרת על-ידי עומס דחיסה חיצוני היא שיטה פשוטה וניתנת לשחזו.......

Discussion

פרוטוקול זה ביסס ותיאר בקפדנות שיטה לא פולשנית הניתנת לשחזור לגרימת פגיעה ב-ACL בעכברים 20,21,24,33. שיטת פציעה פשוטה ויעילה זו יכולה להתבצע תוך דקות ספורות, מה שמאפשר מחקרים בעלי תפוקה גבוהה של PTOA. שיטת פציעה זו גם משחזרת מקר?.......

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
10x Phosphate-Buffered Saline	Tissue Protech	PBS01-32R	or equivalent
Air Anesthetia System			Isoflurane vaporizor with induction chamber and nose cone
Buprenorphine			Analgesic post-injury
Depilatory Cream	Veet	B001KYPZ4G	or equivalent
Fixtures			Custom-made knee fixture, ankle fixture, and platform
IVIS Spectrum	Perkin Elmer	124262	Can also use comparable optical imaging system
Kimwipes	Kimberly-Clark Corporation	06-666	or equivalent
Living Image software	Perkin Elmer
Materials testing systems	TA Instruments		Electroforce 3200 or equivalent
ProSense680	Perkin Elmer	NEV10003	Can also use other probes such as OsteoSense, MMPSense, Cat K, AngioSense, etc.
Sterile Syringe with Needle	Spectrum Chemical Mfg. Corp.	550-82231-CS	Covidien 1 mL TB Syringe with 28 G x 1/2 in. Needle, Sterile or equivalent
Uniaxial load cell	TA Instruments		20 N capacity
Vortex-Genie 2	Scientific Industries, Inc.	SI-0236	or equivalent
WinTest software	TA Instruments		compatible with Electroforce 3200