Modèle de douleur arthrosique induite par injection intra-articulaire de mono-iodoacétate chez le rat
Summary
Cette étude décrit la méthode d’injection intra-articulaire de mono-iodoacétate chez le rat et discute des comportements liés à la douleur et des changements histopathologiques qui en résultent, qui fournissent des références pour des applications futures.
Abstract
Les modèles animaux actuels de l’arthrose (OA) peuvent être divisés en modèles spontanés et modèles induits, qui visent tous deux à simuler les changements physiopathologiques de l’arthrose humaine. Cependant, en tant que symptôme principal au stade avancé de l’arthrose, la douleur affecte la vie quotidienne des patients et il n’existe pas beaucoup de modèles disponibles. Le modèle induit par le mono-iodoacétate (MIA) est le modèle de douleur arthrose le plus largement utilisé, principalement utilisé chez les rongeurs. MIA est un inhibiteur de la glycéraldéhyde-3-phosphate déshydrogénase, qui provoque la mort des chondrocytes, la dégénérescence du cartilage, l’ostéophyte et des changements mesurables dans le comportement animal. En outre, des changements d’expression de la métalloprotéinase matricielle (MMP) et des cytokines pro-inflammatoires (IL1 β et TNF α) peuvent être détectés dans le modèle induit par l’AIM. Ces changements sont cohérents avec les conditions physiopathologiques de l’arthrose chez l’homme, ce qui indique que l’AMI peut induire un modèle mesurable et efficace de la douleur arthrose. Cette étude vise à décrire la méthodologie de l’injection intra-articulaire d’AMI chez le rat et à discuter des comportements liés à la douleur et des changements histopathologiques qui en résultent.
Introduction
L’arthrose est la maladie articulaire la plus répandue dans le monde, touchant environ 10 à 12 % des populations chez les adultes1. L’articulation la plus généralement touchée est le genou, et l’arthrose a une incidence plus élevée chez les personnes âgées, en particulier les femmes2. En tant que maladie chronique, l’arthrose se développe progressivement au fil des décennies en insuffisance articulaire avec des symptômes tels que la perte de cartilage, l’inflammation synoviale, l’ostéophytose, la diminution de la fonction et la douleur chronique3. Selon l’Organisation mondiale de la santé (OMS), l’arthrose est la quatrième maladie la plus répandue chez les femmes et la huitième maladie la plus répandue chez les hommes. D’ici 2020, l’arthrose pourrait devenir la quatrième maladie la plus invalidante chez l’homme4. Cependant, les thérapies actuellement disponibles de l’arthrose ne traitent que les symptômes et prolongent le temps jusqu’à la chirurgie de remplacement articulaire5.
L’arthrose spontanée chez les patients humains prend souvent beaucoup de temps à produire des symptômes cliniques tels que des douleurs articulaires6. Dans les premiers stades de l’arthrose, la douleur est généralement intermittente et devient plus fréquente et plus sévère à mesure que la maladie progresse, ce qui en fait la plainte prédominante des patients7. Par conséquent, des modèles animaux extensifs pour la douleur arthrose ont été développés au cours du dernier demi-siècle pour promouvoir le traitement de soulagement de la douleur. Les modèles OA ont classiquement été divisés en modèles spontanés et induits. Les modèles spontanés comprennent des modèles naturels et des modèles génétiquement modifiés, qui peuvent simuler plus précisément l’évolution de l’arthrose primaire chez l’homme8. Les modèles induits peuvent généralement être divisés en deux catégories : 1) arthrose post-traumatique induite par une intervention chirurgicale ou un autre traumatisme; ou 2) injection intra-articulaire de substances chondrotoxiques ou pro-inflammatoires3. Ces modèles jettent les bases de l’étude physiopathologique de l’arthrose et contribuent grandement au développement de médicaments pour réduire la douleur et augmenter la fonction.
Récemment, l’inducteur le plus largement utilisé pour la modélisation de l’arthrose est le mono-iodoacétate (MIA). MIA, un inhibiteur de la glycéraldéhyde-3-phosphate déshydrogénase, peut provoquer des modifications de la matrice cartilagineuse, une dégradation, une perte de cartilage, une synovite et d’autres modifications, similaires aux modifications pathologiques de l’arthrosehumaine 9. Il a été noté que l’injection intra-articulaire d’AIM induisait une douleur continue 28 jours après l’administration de l’AIM, ce qui indique que le modèle d’AIM peut être utile pour étudier la douleur nociceptive chronique10,11,12. Dans cette étude, des rats Sprague-Dawley mâles ont reçu des injections intra-articulaires de 0,5, 1,5 ou 3 mg d’AMI dans les articulations du genou. La gravité des douleurs articulaires induites par l’AMI a été mesurée par l’évaluation de la sensibilité mécanique et thermique 1, 7, 14, 21, 28 et 35 jours après les injections. Sur cette base, 1,5 mg d’AIM a été choisi comme concentration finale pour évaluer les profils de démarche et les changements histologiques 28 jours après les injections.
Protocol
Representative Results
Discussion
Le modèle de l’arthrose chez le rat induit par MIA est un modèle bien établi et largement utilisé. L’injection intra-articulaire d’AMI provoque initialement une inflammation sévère et aiguë, ce qui donne lieu à la phase plus longue et dégénérative de l’arthrose17,18. Dans cette recherche, nous avons mesuré la sensibilité nociceptive par MWT et TWL, et évalué les altérations de la démarche avec un système d’imagerie. Des rapports antér…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Cette étude a été financée par la Fondation provinciale des sciences naturelles du Zhejiang de Chine (subvention n° : LY17H270016), la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine (subvention no : 81774331, 81873049 et 81673997) et le Zhejiang Provincial Science and Technology Project of Traditional Chinese Medicine of China (subvention no : 2013ZQ007 et 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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