Lesione non invasiva del legamento crociato anteriore (LCA) indotta dalla compressione e imaging in vivo dell'attività della proteasi nei topi

Summary

La lesione non invasiva del legamento crociato anteriore è un metodo affidabile e clinicamente rilevante per l'avvio dell'osteoartrite post-traumatica (PTOA) nei topi. Questo metodo di lesione consente anche la quantificazione in vivo dell'attività della proteasi nell'articolazione nei primi punti temporali post-lesione utilizzando sonde nel vicino infrarosso attivabili dalla proteasi e imaging di riflettanza della fluorescenza.

Abstract

Le lesioni articolari traumatiche come la rottura del legamento crociato anteriore (LCA) o le rotture del menisco portano comunemente all'osteoartrite post-traumatica (PTOA) entro 10-20 anni dalla lesione. La comprensione dei processi biologici precoci avviati dalle lesioni articolari (ad esempio, infiammazione, metalloproteinasi della matrice (MMP), catepsina proteasi, riassorbimento osseo) è fondamentale per comprendere l'eziologia della PTOA. Tuttavia, ci sono poche opzioni per la misurazione in vivo di questi processi biologici e le risposte biologiche precoci possono essere confuse se vengono utilizzate tecniche chirurgiche invasive o iniezioni per avviare l'OA. Nei nostri studi sulla PTOA, abbiamo utilizzato sonde attivabili della proteasi nel vicino infrarosso disponibili in commercio combinate con l'imaging a riflettanza di fluorescenza (FRI) per quantificare l'attività della proteasi in vivo a seguito di lesioni non invasive del LCA indotte dalla compressione nei topi. Questo metodo non invasivo di lesione del LCA ricapitola fedelmente le condizioni di lesione clinicamente rilevanti ed è completamente asettico poiché non comporta l'interruzione della pelle o della capsula articolare. La combinazione di questi metodi di lesione e di imaging ci consente di studiare il decorso temporale dell'attività della proteasi in più punti temporali a seguito di una lesione articolare traumatica.

Introduction

L'osteoartrite è un problema di salute pervasivo che colpisce milioni di persone negli Stati Uniti¹. L'osteoartrite post-traumatica (PTOA) è un sottogruppo dell'OA che viene avviato da una lesione articolare come la rottura del legamento crociato anteriore (LCA), una lesione del menisco o una frattura intra-articolare². La percentuale di pazienti con OA sintomatica che possono essere classificati come PTOA è di almeno il 12%³ e questa eziologia colpisce tipicamente una popolazione più giovane rispetto all'OA idiopatica⁴. I modelli murini di OA sono strumenti cruciali per st....

Protocol

Tutte le procedure descritte sono state approvate dall'Institutional Animal Care and Use Committee dell'Università della California Davis. Per il presente studio sono stati utilizzati topi maschi C57BL/6J di 3 mesi.

1. Lesione non invasiva del legamento crociato anteriore

NOTA: La lesione del legamento crociato anteriore prodotta da un carico di compressione applicato esternamente è un metodo semplice e riproducibile che ricapitola fedelmente le con.......

Discussion

Questo protocollo ha stabilito e descritto rigorosamente un metodo riproducibile e non invasivo per indurre la lesione del LCA nei topi 20,21,24,33. Questo metodo di lesione semplice ed efficiente può essere eseguito in pochi minuti, il che facilita gli studi ad alto rendimento della PTOA. Questo metodo di lesione ricapitola anche da vicino le condizioni di lesione rilevanti per la lesione del.......

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