Modelo de dolor de osteoartritis inducido por inyección intraarticular de monoyodoacetato en ratas
Summary
Este estudio describe el método de inyección intraarticular de monoyodoacetato en ratas y discute los comportamientos resultantes relacionados con el dolor y los cambios histopatológicos, que proporcionan referencias para futuras aplicaciones.
Abstract
Los modelos animales actuales de osteoartritis (OA) se pueden dividir en modelos espontáneos y modelos inducidos, los cuales tienen como objetivo simular los cambios fisiopatológicos de la OA humana. Sin embargo, como síntoma principal en la etapa tardía de la OA, el dolor afecta la vida diaria de los pacientes, y no hay muchos modelos disponibles. El modelo inducido por monoyodoacetato (MIA) es el modelo de dolor OA más utilizado, utilizado principalmente en roedores. MIA es un inhibidor de la gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa, que causa la muerte de los condrocitos, la degeneración del cartílago, el osteofito y cambios medibles en el comportamiento animal. Además, los cambios en la expresión de la metaloproteinasa de matriz (MMP) y las citoquinas proinflamatorias (IL1 β y TNF α) se pueden detectar en el modelo inducido por MIA. Esos cambios son consistentes con las condiciones fisiopatológicas de OA en humanos, lo que indica que MIA puede inducir un modelo de dolor de OA medible y exitoso. Este estudio tiene como objetivo describir la metodología de inyección intraarticular de MIA en ratas y discutir los comportamientos relacionados con el dolor resultantes y los cambios histopatológicos.
Introduction
La osteoartritis (OA) es la enfermedad articular más común en el mundo, afectando a un estimado de 10-12% de las poblaciones en adultos1. La articulación más generalmente involucrada es la rodilla, y la OA tiene una mayor incidencia en adultos mayores, especialmente mujeres2. Como enfermedad crónica, la OA se desarrolla progresivamente durante décadas en insuficiencia articular con síntomas como pérdida de cartílago, inflamación sinovial, osteofitosis, disminución de la función y dolor crónico3. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), la OA es la cuarta enfermedad más prevalente en las mujeres y la octava enfermedad más prevalente en los hombres. Para 2020, la OA puede convertirse en la cuarta enfermedad más incapacitante en humanos4. Sin embargo, las terapias actualmente disponibles de OA abordan solo los síntomas y extienden el tiempo hasta la cirugía de reemplazo articular5.
La OA espontánea en pacientes humanos a menudo tarda mucho tiempo en producir síntomas clínicos como dolor articular6. En las primeras etapas de la OA, el dolor suele ser intermitente y se vuelve más frecuente y severo a medida que la enfermedad progresa, por lo que es la queja predominante de los pacientes7. Por lo tanto, se han desarrollado modelos animales extensos para el dolor de OA durante el último medio siglo para promover la terapia de alivio del dolor. Los modelos de OA se han dividido clásicamente en modelos espontáneos e inducidos. Los modelos espontáneos incluyen modelos naturales y modelos modificados genéticamente, que pueden simular más de cerca el curso de la OA primaria en humanos8. Los modelos inducidos generalmente se pueden dividir en dos categorías: 1) OA postraumática inducida por cirugía u otro trauma; o 2) inyección intraarticular de sustancias condrotóxicas o proinflamatorias3. Estos modelos sientan las bases para el estudio fisiopatológico de la OA y contribuyen en gran medida al desarrollo de fármacos para reducir el dolor y aumentar la función.
Recientemente, el inductor más utilizado para el modelado de OA es el monoyodoacetato (MIA). La MIA, un inhibidor de la gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa, puede causar cambios en la matriz del cartílago, degradación, pérdida de cartílago, sinovitis y otros cambios, que son similares a los cambios patológicos de la osteoartritis humana9. Se ha observado que la inyección intraarticular de MIA indujo dolor continuo a los 28 días después de la administración de MIA, lo que indica que el modelo de MIA puede ser útil para investigar el dolor nociceptivo crónico10,11,12. En este estudio, las ratas macho Sprague-Dawley recibieron inyecciones intraarticulares con 0.5, 1.5 o 3 mg de MIA en las articulaciones de la rodilla. La gravedad del dolor articular inducido por MIA se midió mediante la evaluación de la sensibilidad mecánica y térmica a los 1, 7, 14, 21, 28 y 35 días después de las inyecciones. Sobre esta base, se seleccionaron 1,5 mg de MIA como concentración final para evaluar los patrones de marcha y los cambios histológicos a los 28 días después de las inyecciones.
Protocol
Representative Results
Discussion
El modelo de rata de OA inducida por MIA es un modelo bien establecido y ampliamente utilizado. La inyección intraarticular de MIA causa inicialmente inflamación severa y aguda, lo que da lugar a la fase más larga y degenerativa de OA17,18. En esta investigación, medimos la sensibilidad nociceptiva mediante MWT y TWL, y evaluamos las alteraciones de la marcha con un sistema de imagen. Informes anteriores encontraron que la inyección de MIA podría elevar la …
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este estudio fue financiado por la Fundación Provincial de Ciencias Naturales de Zhejiang de China (Nº de subvención: LY17H270016), la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China (Nº de subvención: 81774331, 81873049 y 81673997) y el Proyecto Provincial de Ciencia y Tecnología de Zhejiang de Medicina Tradicional China de China (Grant No: 2013ZQ007 y 2016ZZ011).
Materials
| Anti-Collagen II antibody | Abcam(UK) | 34712 | Primary antibody for immunohistochemistry (IHC) |
| Anti-Collagen X (Col10) antibody | Abcam(UK) | 49945 | Primary antibody for IHC |
| DigiGait Imaging System | Mouse Specifics (Boston, MA, USA) | Equipment for gait patterns analyses | |
| Eosin | Sigma-Aldrich | 861006 | The dye for HE staining |
| Fast Green FCF | Sigma-Aldrich | F7252 | The dye for SO staining |
| Goat anti-mouse antibody | ZSGQ-BIO (Beijing, China) | PV-9002 | Secondary antibody for IHC |
| Goat anti-rabbit antibody | ZSGQ-BIO (Beijing, China) | PV-9001 | Secondary antibody for IHC |
| Hematoxylin | Sigma-Aldrich | H3163 | The dye for HE staining |
| MIA | Sigma-Aldrich | I4386-10G | powder |
| MMP13 | Cell Signaling Technology, Inc. (Danvers, MA, USA) | 69926 | Primary antibody for IHC |
| Modular tissue embedding center | Thermo Fisher Scientific (USA) | EC 350 | Produce paraffin blocks. |
| Plantar Test apparatus | UgoBasile (Italy) | 37370 | Equipment for TWL assay |
| PrimeScript RT reagent Kit (Perfect Real Time) | TaKaRa Biotechnology Co. Ltd. (Dalian, China) | RR037A | Extracte total RNA from cultured cells |
| Rotary and Sliding Microtomes | Thermo Fisher Scientific (USA) | HM325 | Precise paraffin sections. |
| Safranin-O | Sigma-Aldrich | S2255 | The dye for SO staining |
| Tissue-Tek VIP 5 Jr | Sakura (Japan) | Vacuum Infiltration Processor |
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