מאמר מתודולוגיה זה מציג פרוטוקול מדידה כמותית בסיוע תוכנה כדי לכמת את עובי העצם התת-צ’ונדרלי היסטולוגי במפרקי הברך האוסטאוארת-דלקתיים של מורין ומפרקי הברך הרגילים כפקדים. פרוטוקול זה רגיש מאוד לעיבוי עדין ומתאים לאיתור שינויים מוקדמים בעצם התת-מפרקתית האוסטאוארתרית.
עיבוי עצם תת-קונדרלי וטרשת הם סימני ההיכר העיקריים של דלקת מפרקים ניוונית (OA), הן במודלים של בעלי חיים והן בבני אדם. נכון לעכשיו, חומרת עיבוי העצם התת-קונדרלי ההיסטולוגי נקבעת בעיקר על ידי מערכות דירוג חצי כמותיות מבוססות הערכה חזותית. מאמר זה מציג פרוטוקול ניתן לשחזור ומבוצע בקלות כדי למדוד כמותית את עובי העצם התת-קונדרלי במודל עכבר של OA הברך המושרה על ידי ערעור היציבות של המניסקוס המדיאלי (DMM). פרוטוקול זה השתמש בתוכנת ImageJ כדי לכמת את עובי העצם התת-קונדרלי בתמונות היסטולוגיות לאחר שהגדיר אזור מעניין בקונדיל הירך המדיאלי ובמישור הסיבתי הרפואי שבו עיבוי עצם תת-קונדרלי מתרחש בדרך כלל ב- DMM המושרה בברך OA. תמונות היסטולוגיות ממפרקי הברך עם הליך מזויף שימשו כפקדים. ניתוח סטטיסטי הצביע על כך שמערכת מדידת העצם התת-קונדרלית הכמותית שפותחה לאחרונה הייתה ניתנת לשחזור עם שונות פנים-ארצית ובין-צופה נמוכה. התוצאות מצביעות על כך שהפרוטוקול החדש רגיש יותר לעיבוי עצם תת-קונדרלי עדין או מתון מאשר למערכות הדירוג החזותיות הנפוצות. פרוטוקול זה מתאים לאיתור שינויים מוקדמים ומתקדמים בעצם תת-מפרקית אוסטיאוארתרית והן להערכת היעילות של טיפולי vivo של טיפולי OA בתיאום עם דירוג סחוס OA.
דלקת מפרקים ניוונית (OA), המאופיינת באופן רדיוגרפי על ידי צמצום מרחב משותף עקב אובדן סחוס מפרקי, ניוונית, וטרשת עצם תת-קונדרלית (SCB), היא הצורה הנפוצה ביותר של דלקת פרקים 1,2. למרות שתפקידה של עצם פרי-מפרקית באטיולוגיה של OA אינו מובן במלואו, היווצרות אוסטאופיטים וטרשת SCB נחשבים בדרך כלל לתוצאות תהליך המחלה ולא לגורמים סיבתיים, אך שינויים בארכיטקטורת העצם/הצורה והביולוגיה הפרי-מפרקית עשויים לתרום להתפתחות ולהתקדמות של OA3,4 . הפיתוח של מערכת דירוג OA מדויקת וקלה לביצוע, כולל מדידת SCB, הוא קריטי למחקרים השוואתיים בקרב מעבדות מחקר ובהערכת היעילות של סוכנים טיפוליים שנועדו למנוע או להחליש התקדמות OA.
SCB בנוי עם צלחת עצם דמוית כיפה דקה ושכבה בסיסית של עצם טרבלקולרית. צלחת SCB היא lamella קליפת המוח, שוכב במקביל ומיד מתחת הסחוס מסויד. ענפים קטנים של כלי עורקים ורידים, כמו גם עצבים, לחדור דרך הערוצים בלוח SCB, תקשורת בין הסחוס מסויד ועצם trabecular. העצם התת-קונדרלית trabecular מכיל כלי דם, עצבים חושיים, מח עצם והוא נקבובי יותר ופעיל מטבולית יותר מאשר צלחת SCB. לכן, SCB מפעילה פונקציות סופגות זעזועים ותומכות והיא חשובה גם לאספקת חומרים מזינים סחוס וחילוף חומרים במפרקים רגילים5,6,7,8.
עיבוי SCB (בהיסטולוגיה) וטרשת (ברדיוגרפיה) הם סימני ההיכר העיקריים של OA ואזורי מחקר מרכזיים של פתולוגיה OA. מדידת עיבוי SCB היא מרכיב חשוב בהערכות היסטולוגיות של חומרת OA. דיווח בעבר מיקרורדיוגרפיה דיגיטלית למדידת צפיפות מינרלים SCB מכרסמים9, כמו גם טומוגרפיה מיקרו-ממוחשבת (מיקרו-CT) מבוסס מדידת SCB כמותית במודלים מכרסמים של OA10,11,12,13 שיפרו את ההבנה שלנו של מבנה SCB ואת התפקיד של שינויים SCB בפתופיזיולוגיה OA. שטח ועובי SCB גם כונתה עם שקופיות היסטולוגיות באמצעות מערכת מחשב מתוחכמת עם תוכנה היסטומורפומטריית עצם ספציפית ויקרה14. עם זאת, מערכות דירוג OA חצי-כמותיות מבוססות הערכה חזותית, כולל דירוג עיבוי SCB, נמצאות בשימוש נרחב יותר מאשר מיקרו-CT בעת הנוכחית מכיוון שמערכות הדירוג קלות לשימוש, במיוחד להקרנת תמונות היסטולוגיות רבות. עם זאת, רוב מערכות הדירוג הקיימות של OA מתמקדות בעיקר בשינויי סחוס15,16,17. שיטת דירוג עובי SCB ניוונית בשימוש נרחב המקטלגת את עיבוי SCB כמתון, מתון וחמור היא סובייקטיבית ברובה, ואמינותה לא אומתה במלואה15. פרוטוקול מדידת עובי SCB אוסטיאוארתריטיס אמין וניתן לביצוע בקלות בשלב אחר שלב אינו מפותח במלואו או אינו מתוקנן.
מחקר זה נועד לפתח פרוטוקול ניתן לשחזור, רגיש וקל לביצוע כדי למדוד כמותית את עובי SCB במודל עכבר של OA. בדיקות המדידה הקפדניות שלנו והניתוח הסטטיסטי שלנו הראו שפרוטוקול מדידה כמותי זה בסיוע תוכנת ImageJ יכול לכמת את עובי ה- SCB במפרקי הברך הרגילים והאוסטאוארתרטיים כאחד. הפרוטוקול החדש שפותח ניתן לשחזור ורגיש יותר לשינויי SCB קלים מאשר מערכות הדירוג החזותיות הנפוצות. זה יכול לשמש לאיתור שינויים SCB osteoarthritic מוקדם להערכת יעילות vivo של טיפולי OA בתיאום עם דירוג סחוס OA OA.
מדידת עיבוי SCB היא מרכיב חשוב בהערכות היסטולוגיות של חומרת OA. רוב מערכות הדירוג הקיימות של OA מתמקדות בעיקר בשינויי סחוס15,16,17. שיטת דירוג עובי SCB אוסטיאוארתריטית נפוצה, המקטלגת את עיבוי SCB כמתון, מתון וחמור, היא סובייקטיבית ברובה, ואמינותה ל?…
The authors have nothing to disclose.
עבודה זו נתמכה על ידי המכון הלאומי לדלקת פרקים ומחלות שרירים ושלד ועור של המכונים הלאומיים לבריאות (NIH) תחת מספר הפרס R01 AR059088, משרד ההגנה (DoD) תחת פרס מחקר מספר W81XWH-12-1-0304, וקרן הפרופסורים המכובדת של מרי ופול הרינגטון.
Safranin-O | Sigma-Aldrich | S8884 | |
Fast green | Sigma-Aldrich | F7252 | |
Hematoxylin | Sigma-Aldrich | GHS216 | |
Eosin | Sigma-Aldrich | E4382 | |
illustrator | Adobe | Not applicable |