Name: micro-computed tomography analysis of the knee in aged dunkin-hartley guinea pigs after intra articular injection
Uploaded: 2024-08-02T13:00:00
Description: The purpose of this protocol is to guide researchers in performing a palpation-guided technique of intra-articular knee injection in guinea pigs and ...

La recherche décrite dans ce manuscrit a été soutenue par les fonds de dotation de la chaire SmartState® de Caroline du Sud en matière de découverte de médicaments (PMW), la division des ressources animales de laboratoire de la MUSC et le centre de découverte de médicaments de la MUSC. Cette publication a également été soutenue par le National Center for Advancing Translational Sciences des National Institutes of Health sous les numéros de subvention TL1 TR001451 et UL1 TR001450, ainsi que par le National Institute of Dental & Craniofacial Research des National Institutes of Health sous le numéro de subvention R01DE029637.

Toutes les méthodes décrites ici ont été approuvées par le comité institutionnel de soin et d’utilisation des animaux de l’Université médicale de Caroline du Sud. L’étude a suivi le principe des 3R.
1. Préparations d’injection intra-articulaire
<ol><li>Laissez les cobayes Dunkin-Hartley s’acclimater à l’installation pendant au moins une semaine avant de commencer l’expérience. REMARQUE : Des cobayes mâles âgés de 5 (n = 2), 9 (n = 1) et 12 (n ...

<ol>
	<li>Callahan, L. F., Cleveland, R. J., Allen, K. D., Golightly, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Racial/Ethnic,+socioeconomic,+and+geographic+disparities+in+the+epidemiology+of+knee+and+hip+osteoarthritis.">Racial/Ethnic, socioeconomic, and geographic disparities in the epidemiology of knee and hip osteoarthritis.</a> Rheum Dis Clin North Am. 47 (1), 1-20 (2021).</li><li>Mandl, L. 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S., Blanchet, T. J., Morris, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+surgical+destabilization+of+the+medial+meniscus+(DMM)+model+of+osteoarthritis+in+the+129/SvEv+mouse.">The surgical destabilization of the medial meniscus (DMM) model of osteoarthritis in the 129/SvEv mouse.</a> Osteoarthritis Cartilage. 15 (9), 1061-1069 (2007).</li><li>Kuyinu, E. L., Narayanan, G., Nair, L. S., Laurencin, C. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+models+of+osteoarthritis:+classification,+update,+and+measurement+of+outcomes.">Animal models of osteoarthritis: classification, update, and measurement of outcomes.</a> J Orthop Surg Res. 11, 19 (2016).</li><li>Pitcher, T., Sousa-Valente, J., Malcangio, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Monoiodoacetate+Model+of+Osteoarthritis+Pain+in+the+Mouse.">The Monoiodoacetate Model of Osteoarthritis Pain in the Mouse.</a> J Vis Exp. (111), e53746 (2016).</li><li>de Araujo, F. 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=Bone+morphology+of+the+hind+limbs+in+two+caviomorph+rodents.">Bone morphology of the hind limbs in two caviomorph rodents.</a> Anat Histol Embryol. 42 (2), 114-123 (2013).</li><li>Veronesi, F., Salamanna, F., Martini, L., Fini, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Naturally+occurring+osteoarthritis+features+and+treatments:+systematic+review+on+the+aged+guinea+pig+model.">Naturally occurring osteoarthritis features and treatments: systematic review on the aged guinea pig model.</a> Int J Mol Sci. 23 (13), (2022).</li><li>Kraus, V. B., Huebner, J. L., DeGroot, J., Bendele, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+OARSI+histopathology+initiative+-+recommendations+for+histological+assessments+of+osteoarthritis+in+the+guinea+pig.">The OARSI histopathology initiative - recommendations for histological assessments of osteoarthritis in the guinea pig.</a> Osteoarthritis Cartilage. 18 Suppl 3, S35-S52 (2010).</li><li>Wang, S., 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=The+osteoarthritis+natural+progress+and+changes+in+intraosseous+pressure+of+the+guinea+pig+model+in+different+degeneration+stages.">The osteoarthritis natural progress and changes in intraosseous pressure of the guinea pig model in different degeneration stages.</a> Orthop Surg. 14 (11), 3036-3046 (2022).</li><li>Boyde, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+bone+cartilage+interface+and+osteoarthritis.">The bone cartilage interface and osteoarthritis.</a> Calcif Tissue Int. 109 (3), 303-328 (2021).</li><li>Akhter, M. P., Recker, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+resolution+imaging+in+bone+tissue+research-review.">High resolution imaging in bone tissue research-review.</a> Bone. 143, 115620 (2021).</li><li>Clark, D. P., Badea, C. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advances+in+micro-CT+imaging+of+small+animals.">Advances in micro-CT imaging of small animals.</a> Phys Med. 88, 175-192 (2021).</li><li>Bouxsein, M. L., 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=Guidelines+for+assessment+of+bone+microstructure+in+rodents+using+micro-computed+tomography.">Guidelines for assessment of bone microstructure in rodents using micro-computed tomography.</a> J Bone Miner Res. 25 (7), 1468-1486 (2010).</li><li>Yang, D., 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=Involvement+of+CD147+in+alveolar+bone+remodeling+and+soft+tissue+degradation+in+experimental+periodontitis.">Involvement of CD147 in alveolar bone remodeling and soft tissue degradation in experimental periodontitis.</a> J Periodontal Res. 52 (4), 704-712 (2017).</li><li>Ruegsegger, P., Koller, B., Muller, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+microtomographic+system+for+the+nondestructive+evaluation+of+bone+architecture.">A microtomographic system for the nondestructive evaluation of bone architecture.</a> Calcif Tissue Int. 58 (1), 24-29 (1996).</li><li>Boca, C., 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=Comparison+of+micro-CT+imaging+and+histology+for+approximal+caries+detection.">Comparison of micro-CT imaging and histology for approximal caries detection.</a> Sci Rep. 7 (1), 6680 (2017).</li><li>Ren, P., 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=Biochemical+and+morphological+abnormalities+of+subchondral+bone+and+their+association+with+cartilage+degeneration+in+spontaneous+osteoarthritis.">Biochemical and morphological abnormalities of subchondral bone and their association with cartilage degeneration in spontaneous osteoarthritis.</a> Calcified Tissue International. 109 (2), 179-189 (2021).</li><li>Wang, X., 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=Stage-specific+and+location-specific+cartilage+calcification+in+osteoarthritis+development.">Stage-specific and location-specific cartilage calcification in osteoarthritis development.</a> Ann Rheum Dis. 82 (3), 393-402 (2023).</li><li>Magni, 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=Management+of+osteoarthritis:+expert+opinion+on+NSAIDs.">Management of osteoarthritis: expert opinion on NSAIDs.</a> Pain Ther. 10 (2), 783-808 (2021).</li><li>Wang, T., Wen, C. Y., Yan, C. H., Lu, W. W., Chiu, K. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatial+and+temporal+changes+of+subchondral+bone+proceed+to+microscopic+articular+cartilage+degeneration+in+guinea+pigs+with+spontaneous+osteoarthritis.">Spatial and temporal changes of subchondral bone proceed to microscopic articular cartilage degeneration in guinea pigs with spontaneous osteoarthritis.</a> Osteoarthr Cartil. 21 (4), 574-581 (2013).</li><li>Gao, J., Ren, P., Gong, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Morphological+and+mechanical+alterations+in+articular+cartilage+and+subchondral+bone+during+spontaneous+hip+osteoarthritis+in+guinea+pigs.">Morphological and mechanical alterations in articular cartilage and subchondral bone during spontaneous hip osteoarthritis in guinea pigs.</a> Front Bioeng Biotechnol. 11, 1080241 (2023).</li><li>Makarczyk, M. J., 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=Current+models+for+development+of+disease-modifying+osteoarthritis+drugs.">Current models for development of disease-modifying osteoarthritis drugs.</a> Tissue Eng Part C Methods. 27 (2), 124-138 (2021).</li><li>Hunter, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pharmacologic+therapy+for+osteoarthritis--the+era+of+disease+modification.">Pharmacologic therapy for osteoarthritis--the era of disease modification.</a> Nat Rev Rheumatol. 7 (1), 13-22 (2011).</li><li>Schuelert, N., McDougall, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Grading+of+monosodium+iodoacetate-induced+osteoarthritis+reveals+a+concentration-dependent+sensitization+of+nociceptors+in+the+knee+joint+of+the+rat.">Grading of monosodium iodoacetate-induced osteoarthritis reveals a concentration-dependent sensitization of nociceptors in the knee joint of the rat.</a> Neurosci Lett. 465 (2), 184-188 (2009).</li><li>Yao, X., 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=Chondrocyte+ferroptosis+contribute+to+the+progression+of+osteoarthritis.">Chondrocyte ferroptosis contribute to the progression of osteoarthritis.</a> J Orthop Translat. 27, 33-43 (2021).</li><li>Huebner, J. L., Hanes, M. A., Beekman, B., TeKoppele, J. M., Kraus, V. 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K., 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=Multiple+platelet-rich+plasma+injections+versus+single+platelet-rich+plasma+injection+in+early+osteoarthritis+of+the+knee:+An+experimental+study+in+a+guinea+pig+model+of+early+knee+osteoarthritis.">Multiple platelet-rich plasma injections versus single platelet-rich plasma injection in early osteoarthritis of the knee: An experimental study in a guinea pig model of early knee osteoarthritis.</a> Am J Sports Med. 47 (10), 2300-2307 (2019).</li><li>Patel, S., Mishra, N. P., Chouhan, D. K., Nahar, U., Dhillon, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chondroprotective+effects+of+multiple+PRP+injections+in+osteoarthritis+by+apoptosis+regulation+and+increased+aggrecan+synthesis-+Immunohistochemistry+based+Guinea+pig+study.">Chondroprotective effects of multiple PRP injections in osteoarthritis by apoptosis regulation and increased aggrecan synthesis- Immunohistochemistry based Guinea pig study.</a> J Clin Orthop Trauma. 25, 101762 (2022).</li><li>Cheng, J., Abdi, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Complications+of+joint,+tendon,+and+muscle+injections.">Complications of joint, tendon, and muscle injections.</a> Tech Reg Anesth Pain Manag. 11 (3), 141-147 (2007).</li><li>Wang, Q., 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=Identification+of+a+central+role+for+complement+in+osteoarthritis.">Identification of a central role for complement in osteoarthritis.</a> Nat Med. 17 (12), 1674-1679 (2011).</li><li>Santangelo, K. S., Kaeding, A. C., Baker, S. A., Bertone, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+gait+analysis+detects+significant+differences+in+movement+between+osteoarthritic+and+nonosteoarthritic+guinea+pig+strains+before+and+after+treatment+with+flunixin+meglumine.">Quantitative gait analysis detects significant differences in movement between osteoarthritic and nonosteoarthritic guinea pig strains before and after treatment with flunixin meglumine.</a> Arthritis. 2014, 503519 (2014).</li><li>McCoy, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+models+of+osteoarthritis:+comparisons+and+key+considerations.">Animal models of osteoarthritis: comparisons and key considerations.</a> Vet Pathol. 52 (5), 803-818 (2015).</li><li>Thysen, S., Luyten, F. P., Lories, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targets,+models+and+challenges+in+osteoarthritis+research.">Targets, models and challenges in osteoarthritis research.</a> Dis Model Mech. 8 (1), 17-30 (2015).</li><li>Vazquez-Portalatin, N., Breur, G. J., Panitch, A., Goergen, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Accuracy+of+ultrasound-guided+intra-articular+injections+in+guinea+pig+knees.">Accuracy of ultrasound-guided intra-articular injections in guinea pig knees.</a> Bone Joint Res. 4 (1), 1-5 (2015).</li><li>Nie, C., Wang, Z., Liu, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+depression+on+fracture+healing+and+osteoblast+differentiation+in+rats.">The effect of depression on fracture healing and osteoblast differentiation in rats.</a> Neuropsychiatr Dis Treat. 14, 1705-1713 (2018).</li><li>Jonsson, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micro-CT+and+deep+learning:+Modern+techniques+and+applications+in+insect+morphology+and+neuroscience.">Micro-CT and deep learning: Modern techniques and applications in insect morphology and neuroscience.</a> Front Insect Sci. 3, (2023).</li></ol>

Malgré les progrès récents dans le traitement symptomatique de l’arthrose, il y a une absence totale d’agents thérapeutiques qui préviennent l’apparition ou retardent la progression de l’arthrose24. À l’heure actuelle, le seul remède contre l’arthrose sévère est le remplacement articulaire, qui est coûteux, invasif et peut entraîner une morbidité et une mortalité pour les patients25. Par conséquent, il existe un besoin urgent de poursuivre la reche...

L’arthrose touche 32,5 millions d’adultes américains. Elle est causée par une perte progressive du cartilage articulaire, une légère inflammation des tissus dans et autour des articulations et la formation d’ostéophytes et de kystes osseux 1,2. Les symptômes se manifestent généralement dans les derniers stades de la maladie, les traitements actuels n’apportant qu’un soulagement palliatif et ayant des effets secondaires systémiques. Le manque de médicaments modificateurs de la maladie provient d’une mauvaise compréhension des mécanismes sous-jacents de la maladie3. Par conséquent, il existe un besoin médical critique et continu d’agents améliorés pour traiter l’arthrose.
Il existe plusieurs modèles animaux d’arthrose qui examinent différentes composantes des processus pathologiques4. Bien qu’il existe plusieurs modèles chirurgicaux, dont la section du ligament croisé antérieur et la déstabilisation du ménisque médial, ceux-ci sont invasifs et nécessitent un haut niveau de compétence technique5. Les modèles induits chimiquement sont des procédures comparativement moins invasives généralement utilisées pour étudier les mécanismes de la douleur de l’arthrose6. L’un de ces modèles murins largement utilisés implique l’induction de l’arthrose par une injection intra-articulaire d’iodoacétate monosodique (MIA) dans le genou. Ce modèle génère un phénotype douloureux reproductible, robuste et rapide qui peut être classé en modifiant la dose7 de MIA. Les détails techniques de l’induction de ce modèle ont été décrits précédemment7. L’application de cette technique aux rongeurs plus gros, comme les cochons d’Inde, est difficile en raison de leurs différences anatomiques. Certaines différences incluent une augmentation de la musculature entourant les os adjacents et l’espace articulaire chez le cobaye et un péroné et un tibia articulés par rapport à la fusion distale observée chez la souris8. Les cobayes Dunkin-Hartley, une souche de cobaye largement disponible, constituent un modèle animal d’arthrose établi car ils développent naturellement cette maladie, offrant ainsi un modèle robuste pour étudier les effets de nouvelles thérapies administrées par injection intra-articulaire sur la progression de la maladie9. Les cobayes Dunkin-Hartley commencent à développer une arthrose à trois mois, les mâles présentant un développement accéléré et un phénotype10 plus sévère. Chez les cobayes, l’arthrose progresse avec l’âge, et à 12 mois, la pathologie associée est apparente à l’imagerie11. Les modèles d’arthrose spontanée, comme le modèle de Dunkin-Hartley, ne nécessitent aucune intervention pour induire l’arthrose et récapitulent ainsi le développement et la progression du phénotype de la maladie chez l’homme, fournissant ainsi un modèle translationnel puissant10. De plus, le développement spontané de l’arthrose permet le contrôle interne lorsque de nouveaux traitements sont administrés unilatéralement dans un seul genou d’un animal donné. Ce contrôle interne minimise les effets des variabilités inter-animaux lors de l’analyse des données et peut aider à réduire le nombre total d’animaux. 
L’analyse par microtomodensitométrie à rayons X (μCT) est un outil puissant qui permet une évaluation quantitative de la gravité de l’arthrose12. La tomodensitométrie consiste à balayer plusieurs images radiographiques à haute résolution, obtenues à partir d’un échantillon en rotation ou d’une source de rayons X en rotation et d’un détecteur13. Ensuite, des données volumétriques tridimensionnelles (3D) sont reconstruites sous la forme de tranches d’images empilées14. Étant donné que l’os minéralisé présente un excellent contraste sur la tomodensitométrie, cette modalité peut être utilisée pour évaluer les caractéristiques 3D et effectuer des analyses quantitatives des changements associés à l’OA 15,16,17. La tomodensitométrie offre plusieurs avantages par rapport aux outils plus largement utilisés, notamment l’histopathologie et les analyses de la démarche. Contrairement à l’évaluation histologique d’une ou de quelques sections de tissus, la TDM scanne l’ensemble de l’articulation et offre une évaluation plus holistique des lésions d’arthrose18. Bien que l’analyse de la marche puisse discerner des changements symptomatiques dans la fonction articulaire au fil du temps, les changements articulaires se développent bien avant les changements fonctionnels associés à l’arthrose. μCT peut fournir une mesure plus sensible du développement de l’arthrose avant le début de la boiterie. Deux mesures quantitatives particulièrement pertinentes comprennent la densité minérale osseuse et l’épaisseur trabéculaire, car les deux augmentent tout au long de la progression de l’arthrose19,20. Il peut être utile de diviser l’analyse en plaque sous-chondrale et en os trabéculaire, car elles ont des caractéristiques différentes, afin d’obtenir des mesures et des comparaisons plus robustes.
L’objectif global de cette méthode est d’aider les chercheurs à réaliser avec succès des injections intra-articulaires sur des cobayes. Le protocole présenté a utilisé des cobayes Dunkin-Hartley mâles intacts âgés de cinq (n = 2), neuf (n = 1) et 12 (n = 2) mois ; Les procédures peuvent être extrapolées à d’autres souches et âges de cobayes nécessitant des injections intra-articulaires au genou. Dans les modèles spontanés d’arthrose, comme le modèle Dunkin-Hartley, la progression de la maladie et la réponse au traitement en série sont souvent surveillées sur de longues périodes, allant de quelques semainesà plusieurs mois. Ce protocole étendu entraîne de multiples injections intra-articulaires, et il est donc important de disposer d’une technique d’injection appropriée pour prévenir les événements indésirables, notamment la douleur, la boiterie ou les infections, qui peuvent tous avoir un impact sur le bien-être des animaux et fausser les résultats de l’étude tout en nécessitant la présence d’animaux supplémentaires à l’étude. Le protocole présenté décrit la méthodologie des injections intra-articulaires chez les cobayes et l’analyse ultérieure des données de μCT.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>200 Proof Ethanol</td>
			<td>Decon Laboratories</td>
			<td>2701</td>
			<td>sterilizing agent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3D.SUITE software</td>
			<td>Bruker</td>
			<td></td>
			<td>&#956;-CT analyzing software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Betadine Surgical Scrub</td>
			<td>Avrio Health</td>
			<td>67618-151-16</td>
			<td>sterilizing agent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Insulin syringe with needle</td>
			<td>Ulticare</td>
			<td>91008</td>
			<td>to perform injections</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>Piramal</td>
			<td>803249</td>
			<td>anesthesize animal</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Neutral Buffered Formalin</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>23-427098</td>
			<td>Fix tissue</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nrecon Software</td>
			<td>Bruker</td>
			<td></td>
			<td>&#956;-CT reconstruction software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate Buffered Saline</td>
			<td>Cytiva</td>
			<td>SH30258.01</td>
			<td>control and diluting agent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SkyScan 1176</td>
			<td>Bruker</td>
			<td></td>
			<td>to scan samples&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

micro-computed tomography analysis of the knee in aged dunkin-hartley guinea pigs after intra articular injection

L’objectif de ce protocole est de guider les chercheurs dans la réalisation d’une technique guidée par palpation d’injection intra-articulaire du genou chez les cobayes et d’évaluation à l’aide de la micro-tomodensitométrie. Les cobayes Dunkin-Hartley sont des modèles robustes pour la recherche sur l’arthrose, car ils développent spontanément de l’arthrose dans les genoux. L’administration intra-articulaire de médicaments est une méthode courante pour étudier les effets d’un médicament expérimental in vivo. Chez l’homme, les agents thérapeutiques administrés par injection intra-articulaire peuvent soulager la douleur et retarder la progression de l’arthrose. Comme pour toute espèce, l’introduction d’une aiguille dans un espace articulaire peut causer des blessures, ce qui peut entraîner des douleurs, des boiteries ou des infections. De tels événements indésirables peuvent compromettre le bien-être des animaux, fausser les résultats de l’étude et nécessiter la présence d’animaux supplémentaires pour atteindre les objectifs de l’étude. En tant que tel, il est impératif de développer des techniques d’injection appropriées pour prévenir les complications, en particulier dans les études longitudinales qui nécessitent des injections intra-articulaires multiples et répétées. À l’aide de la méthodologie présentée, cinq cobayes ont reçu des injections bilatérales au genou sous anesthésie générale. Sept jours après l’injection, les animaux ont été euthanasiés sans cruauté pour l’analyse de la gravité de l’arthrose. Aucun effet indésirable n’est survenu après l’anesthésie ou les injections au genou, y compris la boiterie, la douleur ou l’infection. L’analyse par micro-tomodensitométrie à rayons X du genou permet de détecter les changements pathologiques associés à l’arthrose. Les données de micro-tomodensitométrie indiquent que l’arthrose est plus grave chez les animaux plus âgés, comme l’indique l’augmentation de la densité minérale osseuse et de l’épaisseur trabéculaire avec l’âge. Ces résultats sont cohérents avec les changements histologiques et les scores de Mankin modifiés, un système de notation établi et largement utilisé pour évaluer la gravité de l’arthrite chez ces mêmes animaux. Ce protocole peut être utilisé pour affiner les injections intra-articulaires chez les cobayes.

Avant d’effectuer des injections intra-articulaires sur des animaux vivants, le protocole ci-dessus a été pratiqué sur trois cadavres de rats pour assurer le bon emplacement de l’injection. Au cours des séances d’entraînement, 50 μL de nouveau colorant bleu de méthylène à 70 % ont été injectés dans les deux articulations du genou en utilisant la méthodologie décrite ci-dessus. Cela équivaut à six injections d’entraînement. Après les injections, l’articulation du genou a été disséquée par i...

Les cochons d’Inde Dunkin-Hartley sont un modèle animal établi pour la recherche sur l’arthrose. De telles études peuvent bénéficier des injections intra-articulaires pour diverses raisons, notamment l’étude de nouveaux agents ou le traitement de maladies. Nous décrivons une méthodologie pour les injections intra-articulaires du genou chez les cobayes et l’analyse ultérieure par micro-tomodensitométrie évaluant les changements du genou associés à l’arthrite.

Analyse par micro-tomodensitométrie du genou chez des cobayes Dunkin-Hartley âgés après injection intra-articulaire

The purpose of this protocol is to guide researchers in performing a palpation-guided technique of intra-articular knee injection in guinea pigs and ...

L’arthrose est une maladie articulaire dégénérative qui touche 32,5 millions d’adultes américains. Souvent, les symptômes de l’arthrose n’apparaissent qu’après que la maladie est devenue grave. Le manque de médicaments modificateurs de la maladie provient d’une mauvaise compréhension des mécanismes qui déclenchent et stimulent la maladie.Par conséquent, il existe un besoin médical critique et continu d’agents améliorés pour le traitement de l’arthrose. Les cobayes Dunkin-Hartley sont un modèle animal d’arthrose établi, car ils développent naturellement cette maladie, offrant un modèle robuste pour étudier les effets de nouvelles thérapies administrées par injection intraarticulaire sur la progression de la maladie. Étant donné que l’os minéralisé présente un excellent contraste sur la micro-tomodensitométrie, cette modalité peut être utilisée pour évaluer les caractéristiques 3D et effectuer des analyses quantitatives des changements associés à l’arthrose. Deux mesures quantitatives particulièrement pertinentes sont la densité minérale osseuse et l’épaisseur trabéculaire, car les deux augmentent tout au long de la progression de la maladie. La méthodologie décrite des injections intra-articulaires chez les cobayes et l’analyse ultérieure des données de micro-TDM contribueront à réduire la variabilité des études et à augmenter l’efficacité des analyses de données.Rasez-vous le genou avec un rasoir électrique. Anesthésier l’animal et confirmer une profondeur d’anesthésie adéquate par l’absence de réponse par pincement des orteils. Placez un lubrifiant oculaire stérile dans les deux yeux pour éviter la dessiccation et les blessures.Nettoyez le site d’injection trois fois en effectuant des mouvements circulaires et alternez avec les solutions de gommage diluées et d’alcool. Des gants stériles doivent être utilisés. Cette vidéo comprend l’utilisation de gants nitro autoclave.La technique aseptique doit être utilisée tout au long de la procédure. Fléchissez le genou à 90 degrés, déplacez le doigt distal sur la rotule pour localiser le sillon de la face distale de l’espace articulaire en fléchissant et en étendant le membre postérieur. Le tibia peut être ressenti comme la structure osseuse distale de la rotule.Une fois que l’emplacement du tibia et de la rotule est déterminé, l’articulation se trouve entre eux. Insérez soigneusement l’aiguille à insuline dans la ligne médiane distale de la rotule dans l’espace articulaire. L’aiguille doit être insérée à un à deux millimètres sous la peau.Injectez le volume lentement. Massez le genou en fléchissant et en étendant l’articulation plusieurs fois pour assurer une bonne distribution du médicament. Placez les échantillons contenant du formol dans un récipient compatible.Calibrez l’appareil micro-CT pour les expositions en fond sombre et en champ clair, selon les recommandations du fabricant. Scanner l’échantillon avec un filtre en aluminium et cuivre à 18 microns. Utilisez le pas de rotation de 0,7 degré pour 360 degrés avec la caméra décalée.Sélectionnez une tranche dans les images micro-CT. Vérifiez la compensation du désalignement. Sous les paramètres, appliquez le lissage, le durcissement de la poutre, la rotation CS et l’artefact annulaire.Sélectionnez Démarrer pour commencer la reconstruction. Sélectionnez VOI et orientez l’échantillon pour l’aligner verticalement afin de faciliter l’analyse ultérieure. Enregistrez la VOI modifiée dans un nouveau dossier.Sélectionnez la plage d’images à analyser, en commençant par la plaque sous-chondrale. Il est recommandé de diviser l’analyse de la plaque sous-chondrale dans l’os trabéculaire car elles ont des caractéristiques osseuses différentes. Sélectionnez la région d’intérêt pour chaque image afin de vous assurer qu’elle englobe l’os.Sélectionnez la sélection binaire. Ajustez l’histogramme de sorte que l’arrière-plan de l’os soit complètement séparé. Sélectionnez l’onglet Densité minérale osseuse.Enregistrez ces données dans un nouveau dossier de données d’analyse. Sélectionnez Traitement personnalisé. Tout d’abord, effectuez le seuillage et sélectionnez Automatique, puis exécutez.Sélectionnez ensuite Supprimer les taches noires, puis Supprimer les taches noires. Répétez l’opération Moucheture, puis choisissez Supprimer les taches blanches. Choisissez l’analyse 3D et sélectionnez les valeurs de base et les valeurs supplémentaires.A montre un genou disséqué avec une présence de colorant bleu de méthylène dans l’espace articulaire, montrant une injection correcte. B est une injection peu profonde entraînant la formation d’une bulle dans l’espace sous-cutané. C montre l’absence de colorant bleu de méthylène dans l’espace articulaire, montrant une injection incorrecte.Il peut être utile de séparer l’analyse de la plaque sous-chondrale, qui est représentée en A, et de l’os trabéculaire, qui est montré en B, car ils ont parfois des paramètres différents pour différentes analyses osseuses. Pour la densité minérale osseuse, nous constatons qu’il y a une augmentation de la moyenne des cobayes de 12 mois par rapport aux cochons d’Inde de cinq mois, et cela est vrai dans la plaque sous-chondrale ainsi que dans l’os trabéculaire, ce qui montre que la densité minérale osseuse augmente avec le temps. De plus, pour l’épaisseur trabéculaire, nous constatons qu’il y a une augmentation de l’épaisseur en millimètres entre le cochon d’Inde de 12 mois et le cochon d’Inde de neuf mois et le cochon d’Inde de cinq mois, ce qui montre que l’épaisseur trabéculaire augmente avec le temps.Les scores de Mankin modifiés augmentent avec l’âge des cobayes, comme le montre la figure A.Les figures B à D montrent des taches de bleu toluidine. B est un cochon d’Inde de cinq mois, C est un cochon d’Inde de neuf mois et D est un cochon d’Inde de 12 mois. L’astérisque noir de la figure C indique la perte de protéoglycanes, tandis que l’astérisque noir de la figure D montre des fissures et l’astérisque blanc de la figure D indique l’hypocellularité.À l’heure actuelle, le seul remède contre l’arthrose sévère est le remplacement, qui est coûteux, invasif et peut entraîner une morbidité et une mortalité pour les patients. Par conséquent, il y a un besoin urgent de poursuivre la recherche avec des modèles animaux d’arthrose et le développement soutenu de nouvelles thérapies. Bien que les injections intra-articulaires fassent partie intégrante des études sur l’arthrose chez le cobaye, cette procédure n’a pas encore été systématiquement détaillée.Des procédures d’injection appropriées sont essentielles pour assurer le bien-être des animaux et réduire le nombre total d’animaux, en particulier pour les études nécessitant plusieurs injections sur plusieurs mois. Pour évaluer systématiquement les changements liés à l’arthrose, nous décrivons des analyses par micro-tomodensitométrie. La micro-tomodensitométrie fournit une évaluation plus approfondie des modifications de l’arthrose que l’examen histologique des scans d’un échantillon entier au lieu d’une ou de quelques coupes de tissus.Bien que les cobayes Dunkin-Hartley fournissent un modèle robuste pour étudier la progression de l’arthrose et les effets de nouvelles thérapies, ce modèle présente des limites. Les modèles spontanés nécessitent généralement une période d’étude plus longue par rapport au développement rapide de changements après une arthrose induite chirurgicalement ou chimiquement. De plus, les chercheurs peuvent réduire l’effet de la variabilité inter-animale en appliquant des traitements à un membre de chaque animal, permettant au membre controlatéral de servir de contrôle interne.

Research

JoVE Journal

Medicine

Micro-Computed Tomography Analysis of the Knee in Aged Dunkin-Hartley Guinea Pigs after Intra Articular Injection

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