Name: synovial fluid analysis to identify osteoarthritis
Uploaded: 2022-10-20T14:30:00
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Les auteurs tiennent à remercier le professeur Leonardo Punzi pour son précieux mentorat dans le domaine de l’analyse du liquide synovial et l’hôpital universitaire de Padoue pour son soutien.

Le présent protocole est conforme aux directives du comité d’éthique de l’hôpital universitaire de Padoue. Le SF a été recueilli avec le consentement du patient sur les articulations du genou des patients recevant une arthrocentèse thérapeutique pour épanchement articulaire lors de leur présentation initiale à la clinique ou en réponse à une poussée arthritique. Les contre-indications à la procédure étaient: coagulopathie, médicaments anticoagulants, lésions cutanées, dermatite ou cellulite recouv...

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	<li>Cui, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Global,+regional+prevalence,+incidence+and+risk+factors+of+knee+osteoarthritis+in+population-based+studies.">Global, regional prevalence, incidence and risk factors of knee osteoarthritis in population-based studies.</a> EClinicalMedicine. 29, 100587 (2020).</li><li>Hunter, D. J., Bierma-Zeinstra, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Osteoarthritis.">Osteoarthritis.</a> Lancet. 393 (10182), 1745-1759 (2019).</li><li>Mandell, B. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Synovial Fluid Analysis and the Evaluation of Patients with Arthritis. , (2022).</li><li>Schmerling, R. 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J., Smagul, A., Anderson, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proteomic+analysis+of+synovial+fluid:+current+and+potential+uses+to+improve+clinical+outcomes.">Proteomic analysis of synovial fluid: current and potential uses to improve clinical outcomes.</a> Expert Review of Proteomics. 16 (4), 287-302 (2019).</li></ol>

Dans l’arthrose, l’analyse SF aide à définir les caractéristiques de la maladie par des étapes simples: numération totale et différentielle des leucocytes et recherche de cristaux, y compris CPP et BCP. De plus, la détection de cristaux MSU peut mettre en évidence d’importantes comorbidités.
Malgré des coûts faibles et une exécution simple, la sensibilité des tests et la fiabilité des résultats peuvent être affectées par des analystes inexpérimentés, principalement en ...

L’arthrose est une maladie articulaire chronique complexe et multifactorielle, avec une prévalence mondiale combinée estimée à 16% chez les sujets âgés de 15 ans et plus, et à 23% chez les sujets âgés de 40 ans et plus1. L’incidence de l’arthrose devrait augmenter en raison du vieillissement de la population et de l’augmentation des facteurs de risque, comme l’obésité et le syndrome métabolique2.
Parmi les principaux problèmes associés à l’arthrose figurent la difficulté à diagnostiquer la maladie à ses débuts et les traitements actuellement disponibles limités à la gestion de la douleur et aux médicaments symptomatiques à action lente (SYSADOA) tels que les glycosaminoglycanes. Le diagnostic de l’arthrose est basé sur les symptômes cliniques et les résultats d’imagerie. Cependant, l’absence de corrélation entre les deux évaluations peut entraîner des années de retard dans le diagnostic de l’arthrose et l’initiation du traitement2. L’arthrose est caractérisée par des processus dégénératifs et une inflammation de bas grade, qui peuvent être facilement étudiées par analyse du liquide synovial (SF). SF est un dialysat plasmatique visqueux riche en acide hyaluronique, qui lubrifie l’espace articulaire, fournit des nutriments et de l’oxygène au cartilage et élimine les déchets métaboliques. Le SF agit également comme un amortisseur, protégeant ainsi les articulations pendant les contraintes et les contraintes3.
L’analyse SF est une méthode simple et fiable qui doit toujours être effectuée lors de l’évaluation initiale des patients présentant des symptômes musculo-squelettiques et des épanchements articulaires3. Les recommandations de l’American College of Rheumatology, de la British Society for Rheumatology et d’autres incluent l’analyse SF parmi les tests diagnostiques des maladies rhumatismales qui doivent être entrepris principalement pour évaluer la monoarthrite aiguë 4,5. Les numérations leucocytaires totales et différentielles obtenues à partir de l’analyse SF fournissent un instantané du processus pathologique se produisant dans l’articulation, classant ainsi le degré d’inflammation. L’identification des cristaux pathogènes, tels que les cristaux d’urate monosodique (MSU) et de pyrophosphate de calcium (CPP), sous lumière polarisée, est essentielle au diagnostic et au traitement de l’arthrite cristalline (par exemple, la goutte et la pseudogoutte). De plus, la présence de micro-organismes suggère un diagnostic d’arthrite septique.
Les cristaux de calcium sont fréquents dans les échantillons prélevés chez les patients atteints d’arthrose6. Des cristaux de phosphate de calcium basique (BCP) et du CPP ont été rapportés dans environ 22 % et 23 % des échantillons de SF, respectivement, de patients atteints d’arthrose6. Bien que leur rôle reste incertain, ces cristaux ont été associés à des formes plus sévères d’OA7 et sont considérés comme un épiphénomène du processus pathologique lui-même. Des cristaux de calcium ont été détectés dans 100 % des échantillons de tissus de patients atteints d’arthrose subissant une arthroplastiedu genou 8. En outre, il a été émis l’hypothèse que les cristaux de calcium peuvent être impliqués dans la pathogenèse de l’arthrose en raison de leurs effets inflammatoires, démontrés par plusieurs études9 et médiés, au moins en partie, par l’inflammasome NLRP310.
Plus récemment, des cristaux de calcium ont été décritsaux stades 6 précoces et avancés de l’arthrose, ce qui indique qu’ils peuvent jouer un rôle essentiel dans le diagnostic de différents sous-ensembles cliniques de l’arthrose et du traitement pharmacologique.
L’objectif global de l’analyse SF est double: déterminer le degré inflammatoire de SF et diagnostiquer l’arthrite cristalline ou septique en identifiant des cristaux ou des micro-organismes spécifiques. C’est un outil particulièrement utile, simple et fiable dans le diagnostic de l’arthrose, en raison du schéma non inflammatoire typique avec un pourcentage très faible ou l’absence de neutrophiles.
Avantages par rapport aux techniques alternatives L’analyse SF consiste en des procédures simples qui incluent le nombre total et différentiel de leucocytes et la recherche de cristaux. Le comptage cellulaire manuel effectué par des techniciens de laboratoire experts 3,11 demeure l’étalon-or pour l’analyse cytologique des fluides synoviaux et autres fluides corporels. Cependant, en raison de la limitation du temps et de la variabilité inter- et intra-observateur de cette méthode, les compteurs cellulaires automatisés ont progressivement remplacé le comptage manuel dans les grands laboratoires cliniques de routine où les analyseurs de sang et d’urine ont été adaptés pour permettre l’analyse SF11,12. Néanmoins, le comptage manuel présente certains avantages dans des contextes spécifiques: (1) dans le ambulatoire, pour obtenir une valeur WBC totale et différentielle dans le temps; (2) identifier des types cellulaires tels que les cellules mononucléées cytophagocytaires (Reiter) ou les cellules non hématopoïétiques telles que les synoviocytes, que les compteurs automatisés ne peuvent pas reconnaître; 3° lorsque l’échantillon est trop petit pour être manipulé par l’instrument; (4) créer des registres de laboratoires locaux facilement accessibles à des fins de recherche. Un autre avantage du comptage manuel est la coloration insupravitale, une méthode qui permet la différenciation des cellules très rapidement et immédiatement après la préparation de la lame de verre. En revanche, les colorations traditionnelles, telles que les procédures Wright et May-Grünwald-Giemsa, nécessitent des frottis de SF séchés à l’air et du temps pour colorer les cellules13. Bien qu’elles ne conviennent pas aux analyses de routine sensibles au facteur temps, ces méthodes de coloration révèlent des populations cellulaires plus détaillées dans l’échantillon, notamment des érythrocytes, des basophiles, des éosinophiles, des leucocytes polymorphonucléaires, des lymphocytes et des plaquettes.
Enfin, l’analyse SF de routine pour les cristaux est réalisée à l’aide d’une technique simple basée sur la microscopie à lumière polarisée, qui donne des résultats rapides14. Les méthodes alternatives, telles que le balayage et la microscopie électronique, donnent des résultats plus précis et plus sensibles, mais leur utilisation dans la pratique clinique quotidienne n’est pas réalisable en raison des coûts élevés et de la préparation et de l’analyse des échantillons qui prennent beaucoup de temps.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Alizarin red S</td>
			<td>Merck</td>
			<td>A5533</td>
			<td>For BCP crystal search</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Burker chamber</td>
			<td>Merck</td>
			<td>BR718905</td>
			<td>For total white blood cell count</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cover glasses</td>
			<td>Merck</td>
			<td>C7931</td>
			<td>For microscopic examination&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EDTA tubes</td>
			<td>BD</td>
			<td>368861</td>
			<td>For SF collection&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass slides&#160;</td>
			<td>Merck</td>
			<td>S8902</td>
			<td>For crystal search</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lambda filter (compensator)</td>
			<td>Any&#160;</td>
			<td>Refer to microscope company</td>
			<td>For crystal identification&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Malassez-Potain pipette</td>
			<td>Artiglass</td>
			<td>54830000</td>
			<td>For dilution of synovial fluid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methylene blue solution</td>
			<td>Merck</td>
			<td>3978</td>
			<td>For total white blood cell count</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polarized microscope&#160;</td>
			<td>Leica, Nikon, others</td>
			<td>Depending on the model and company</td>
			<td>For complete synovial fluid analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polarizing lens</td>
			<td>Any&#160;</td>
			<td>Refer to microscope company</td>
			<td>For crystal identification&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Testsimplet&#160;</td>
			<td>Waldeck</td>
			<td>14386</td>
			<td>Supravital staining for cell differentiation</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

synovial fluid analysis to identify osteoarthritis

L’analyse du liquide synovial (SF) est importante dans le diagnostic de l’arthrose. Les caractéristiques macroscopiques et microscopiques, y compris le nombre total et différentiel de globules blancs (GB), aident à définir la nature non inflammatoire de la SF, qui est une caractéristique de l’arthrose. Chez les patients atteints d’arthrose, les globules blancs dans les échantillons de SF ne dépassent généralement pas 2000 cellules par microlitre, et le pourcentage de cellules inflammatoires, telles que les neutrophiles, est très faible ou absent. Les cristaux de calcium sont fréquents dans les SF prélevés chez les patients atteints d’arthrose. Bien que leur rôle dans la pathogenèse de l’arthrose reste incertain, ils ont été associés à un processus inflammatoire léger et à une progression plus sévère de la maladie. Récemment, des cristaux de calcium ont été décrits aux stades précoce et avancé de l’arthrose, ce qui indique qu’ils peuvent jouer un rôle essentiel dans le diagnostic de différents sous-ensembles cliniques de l’arthrose et du traitement pharmacologique. L’objectif global de l’analyse du SF dans l’arthrose est double: déterminer le degré non inflammatoire de SF et mettre en évidence la présence de cristaux de calcium.

Les grosses articulations touchées par l’arthrose sont souvent enflées et produisent des quantités importantes de SF, qui sont drainées par arthrocentèse15. Les caractéristiques macroscopiques du SF évaluées immédiatement après arthrocentèse comprennent essentiellement la quantité, la couleur, la clarté et la viscosité17. Malgré leur faible spécificité, ils fournissent des données préliminaires sur le degré d’inflammation. La couleur dépend...

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Synovial Fluid Analysis to Identify Osteoarthritis

L’analyse du liquide synovial sous microscopie optique transmise, polarisée et compensée est utilisée pour évaluer la nature inflammatoire ou non inflammatoire d’un échantillon par des étapes simples. Il est particulièrement utile dans l’arthrose pour détecter les cristaux de calcium et identifier un sous-ensemble plus grave de l’arthrose.

Analyse du liquide synovial pour identifier l’arthrose

Synovial fluid (SF) analysis is important in diagnosing osteoarthritis (OA). Macroscopic and microscopic features, including total and differential white ...

L’analyse du liquide synovial peut révéler le degré d’inflammation et la présence de cristaux pathogènes lors de l’évaluation initiale du patient présentant des symptômes musculo-squelettiques et des épanchements articulaires. Le principal avantage de cette technique est sa simplicité et sa fiabilité. En quelques étapes, le clinicien peut obtenir des informations diagnostiques importantes sur la maladie du patient.L’identification de cristaux spécifiques est vitale pour le diagnostic et le traitement. Les cristaux d’urate indiquent la goutte, tandis que le pyrophosphate de calcium et d’autres cristaux de calcium indiquent des arthropathies liées au calcium ou une forme plus grave d’arthrose. Pour commencer, prélevez l’échantillon de liquide synovial recueilli lors de l’arthrocentèse des articulations enflées des patients.Annoter le volume de l’échantillon en millilitres et le transférer séparément dans un tube contenant de l’EDTA anticoagulant et un autre tube sans aucun additif. Dans les cas suspects d’infection, transférer de manière aseptique quelques millilitres de l’échantillon de liquide synovial dans un flacon de culture pour des tests microbiologiques. Pour examiner l’échantillon macroscopiquement, prenez un tube contenant l’échantillon et définissez la couleur de l’échantillon, qui peut aller du jaune pâle au jaune foncé.Notez la présence de sang, le cas échéant. Définir le degré de clarté de l’échantillon en l’observant dans le rétroéclairage et en déterminant la facilité de lecture d’une page imprimée à travers le tube contenant l’échantillon. Évaluez ensuite la viscosité de l’échantillon en le faisant couler à partir d’une pipette jetable.Alors que l’apparition d’une longue chaîne de liquide indique une viscosité élevée, la formation de gouttes indique une faible viscosité. Observez l’échantillon à travers le tube avec de la lumière en arrière-plan pour détecter la présence de matières particulaires, y compris des fragments de tissu ou de la fibrine. Pour déterminer le nombre total de globules blancs, prélever 0,5 microlitre de l’échantillon dans le tube contenant de l’EDTAA à l’aide d’une pipette Malassez-Potain.Utilisez la même pipette pour aspirer 9,5 microlitres de solution de bleu de méthylène à 0,1%. Mélanger l’échantillon et la solution de bleu de méthylène dans la pipette par inversion douce. Jetez les premières gouttes avant de verser le mélange dans la chambre de comptage d’un hémocytomètre.Maintenant, comptez les cellules dans deux carrés consécutifs sur neuf et multipliez le nombre obtenu par 100. Exprimez le nombre total de globules blancs en nombre de leucocytes par millimètre cube. Utilisez l’échantillon de liquide synovial du tube sans aucun additif pour déterminer le nombre différentiel de globules blancs des échantillons de liquide synovial.Pour déterminer le nombre différentiel de cellules à l’aide de la coloration supravitale, prenez une lame prête à l’emploi pré-enduite de violet cristallin et de bleu de méthylène et placez une petite goutte d’échantillon au centre de la lame. Ensuite, couvrez la goutte d’échantillon avec un bordereau de couverture et placez une goutte d’huile d’immersion pour microscope sur la lame. Pour utiliser la coloration traditionnelle pour estimer le nombre de cellules différentielles, commencez par mettre une petite goutte de l’échantillon à la fin d’une lame propre.Utilisez maintenant une deuxième diapositive ou un caphousse pour étaler la goutte le long de la glissière avec un mouvement vers l’avant. Laissez le frottis sécher à l’air. Examinez la lame contenant le frottis séché à l’air sous l’objectif d’immersion dans l’huile de 1 000X.Estimer le nombre différentiel de cellules en comptant 100 cellules consécutives tout en distinguant les cellules polymorphonucléaires, les monocytes et les lymphocytes les uns des autres. Nettoyez une lame de verre avec du papier optique ou souple imbibé d’éthanol. Appliquez une petite goutte de l’échantillon non mélangé avec un additif sur la lame de verre et recouvrez-la d’une lame-couverture avant de placer la lame sous le microscope.Concentrez la lame sous le microscope à l’aide d’un objectif de grossissement de faible puissance et examinez-la attentivement sous un champ lumineux avec un objectif 40X. Regardez à l’intérieur et à l’extérieur des cellules pour identifier les cristaux en fonction de leur taille et de leur forme, qui peuvent être rhomboïdales, en forme d’aiguille ou de tige. Insérez ensuite le filtre polarisant entre la source lumineuse et l’échantillon.Pour créer un arrière-plan sombre, faites pivoter le polariseur jusqu’à ce que son axe optique soit perpendiculaire à l’analyseur. Une fois qu’un cristal biréfringent a été identifié, insérer le compensateur entre le polariseur et l’échantillon et le déplacer parallèlement ou perpendiculairement à l’axe optique du cristal. Observez la couleur révélée par le cristal.Pour la coloration au rouge d’alizarine, mélanger une goutte de l’échantillon de liquide synovial avec un volume égal de solution de rouge d’alizarine préalablement préparée sur une lame propre. Couvrir la lame avec une lame-couverture et examiner à un grossissement de 400X au microscope pour identifier les cristaux. Les caractéristiques macroscopiques des échantillons de liquide synovial indiquaient le degré d’inflammation.Un échantillon de couleur jaune pâle et plus clair est généralement associé à des conditions non inflammatoires telles que l’arthrose. D’autre part, un échantillon de couleur jaune foncé et d’aspect trouble indique la présence de cellules, de débris, d’acide hyaluronique et de fragments de fibrine associés à des épanchements inflammatoires. Les leucocytes observés dans des échantillons de liquide synovial de patients atteints d’arthrose étaient principalement des monocytes et d’autres cellules mononucléaires comme les synoviocytes.Des cristaux de pyrophosphate de calcium ont été détectés dans des échantillons de liquide synovial, indiquant des niveaux relativement plus élevés de cytokines inflammatoires. De plus, une coloration positive au rouge d’alizarine a révélé la présence de cristaux basiques de phosphate de calcium dans les échantillons. Il est très important d’examiner attentivement la lame sous une lumière ordinaire lors de la recherche de cristaux.Rappelez-vous que les cristaux de pyrophosphate sont souvent faiblement biréfringents et peuvent être manqués sous une lumière polarisée. La présence de cristaux de calcium dans le liquide synovial et leur association avec une forme plus sévère de la maladie ont conduit les chercheurs à explorer de nouveaux mécanismes dans la pathogenèse et la progression de l’arthrose.

Research

JoVE Journal

Medicine

Isolation and Cellular Phenotyping of Mesenchymal Stem Cells Derived from Synovial Fluid and Bone Marrow of Minipigs

Isolement cellulaire et phénotypage des cellules souches mésenchymateuses dérivées de liquide synovial et de moelle osseuse de Minipigs

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Recherche

Médecine

Flow Cytometry Analysis of Immune Cell Subsets within the Murine Spleen, Bone Marrow, Lymph Nodes and Synovial Tissue in an Osteoarthritis Model

Analyse de cytométrie de flux des sous-ensembles de cellules immunitaires dans la rate murine, la moelle osseuse, les ganglions lymphatiques et le tissu synovial dans un modèle d’arthrose

Osteoarthritis (OA) is one of the most prevalent musculoskeletal diseases, affecting patients suffering from pain and physical limitations. Recent ...

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Évaluation de la surcharge de fluide par analyse vectorielle d’impédance bioélectrique

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Understanding the Mechanism of Tuina Manipulation in Rats (Video) | JoVE

Manipulation du tuina pour réduire l’inflammation et la perte de cartilage chez les rats souffrant d’arthrose du genou

Clinical trials suggest that Tuina manipulation is effective in treating knee osteoarthritis (KOA), while further studies are required to discover its ...

Performing Fu's Subcutaneous Needling for Degenerative Knee Osteoarthritis

Performing Fu's Subcutaneous Needling for Degenerative Knee Osteoarthritis (Video) | JoVE 

Effectuer l’aiguilletage sous-cutané de Fu pour l’arthrose dégénérative du genou

Treating Knee Osteoarthritis with Tuina in a Rabbit Model

Tuina Intervention in Rabbit Model of Knee Osteoarthritis

Using a Rabbit Model to Explore the Efficacy of Tuina in Treating Knee Osteoarthritis (Video) | JoVE

Intervention Tuina chez le lapin Modèle d’arthrose du genou

Knee osteoarthritis (KOA) is mainly characterized by degenerative changes in the knee joint's cartilage and surrounding soft tissues. The efficacy of ...

Experimental Modeling of Knee Osteoarthritis in Rats

Experimental Modeling of Knee Osteoarthritis in Rats (Video) | JoVE 

Modélisation expérimentale de l’arthrose du genou chez le rat

A Reproducible Cartilage Impact Model to Generate Post-Traumatic Osteoarthritis in the Rabbit

Un modèle d’impact cartilagineux reproductible pour générer de l’arthrose post-traumatique chez le lapin

Post-traumatic osteoarthritis (PTOA) is responsible for 12% of all osteoarthritis cases in the United States. PTOA can be initiated by a single traumatic ...

Therapeutic Potential of Tuina Massage for Knee Osteoarthritis

Tuina Intervention in Sodium Monoiodoacetate Injection-Induced Rat Model of Knee Osteoarthritis

Treating Knee Osteoarthritis with Tuina - A New Perspective (Video) | JoVE

Intervention de Tuina dans le modèle d’arthrose du genou induit par injection de monoiodoacétate de sodium chez le rat

Knee osteoarthritis (KOA), a common degenerative joint disorder, is characterized by chronic pain and disability, which can progress to irreparable ...