Um Método Não Invasivo para Gerar o Modelo de Lesão da Cartilagem Intra-Articular Induzida por Carga Cíclica do Joelho de Rato

Summary

Aqui, apresentamos o modelo de lesão da cartilagem intra-articular induzida por carga cíclica do joelho de rato, gerado por 60 compressões cíclicas acima de 20 N, resultando em danos à cartilagem condilar femoral em ratos.

Abstract

A fisiopatologia da osteoartrite primária (OA) permanece obscura. No entanto, uma subclassificação específica da OA em grupos etários relativamente mais jovens provavelmente está correlacionada com uma história de dano da cartilagem articular e avulsão ligamentar. Modelos animais cirúrgicos de OA do joelho desempenham um papel importante na compreensão do início e progressão da OA pós-traumática e auxiliam no desenvolvimento de novas terapias para esta doença. No entanto, modelos não cirúrgicos têm sido recentemente considerados para evitar inflamações traumáticas que poderiam afetar a avaliação da intervenção.

Neste estudo, foi desenvolvido um modelo de lesão de cartilagem intra-articular induzido por carga compressiva cíclica in vivo , o que permitiu aos pesquisadores (1) determinar a magnitude, velocidade e duração ideais da carga que poderia causar danos focais à cartilagem; (2) avaliar alterações patológicas espaço-temporais pós-traumáticas na vitalidade dos condrócitos; e (3) avaliar a expressão histológica de moléculas destrutivas ou protetoras envolvidas nos mecanismos de adaptação e reparo contra cargas compressivas articulares. Este relato descreve o protocolo experimental para esta nova lesão cartilaginosa em um modelo de rato.

Introduction

Tradicionalmente, a transecção do ligamento cruzado anterior (LCA) ou a desestabilização do menisco medial tem sido considerada ideal para investigar a osteoartrite pós-traumática (POTP) em pequenos animais. Nos últimos anos, modelos de compressão cíclica não invasiva têm sido usados para estudar a POTP. Este modelo foi originalmente desenhado para investigar a resposta óssea esponjosa à carga mecânica¹ e, em seguida, foi modificado como um modelo animal não cirúrgico para estudos de OTP 2,3,4,5,6. A lógica é colidir a cartilagem articular aplicando uma força externa periódica, que desencadeia uma série de respostas inflamatórias. No entanto, este modelo só foi aplicado a camundongos, e a magnitude apropriada da carga em animais maiores não foi discutida.

Outro problema com o modelo anterior é que o protocolo de alto volume incluiu muitos ciclos, o que causou espessamento excessivo do osso subcondral, um efeito colateral indesejado, em várias amostras⁷. Portanto, um novo método de compressão cíclica com a magnitude apropriada para animais de grande porte e um efeito colateral de menor carga foi desenvolvido⁸. O objetivo geral do presente artigo é descrever o protocolo do modelo de compressão cíclica não invasiva em ratos e observar os resultados representativos da degeneração da cartilagem. O protocolo atual ajudaria os leitores interessados na aplicação do modelo de compressão cíclica não invasiva em ratos.

Protocol

O protocolo foi aprovado pelo Comitê de Pesquisa Animal da Universidade de Kyoto (número de aprovação: Med kyo 17616). 1. Realizar compressão cíclica in vivo no joelho do rato Induzir anestesia experimental em animaisInduzir anestesia em um rato Wistar de 12 semanas de idade (256,8 ± 8,7 g) por inalação de solução de isoflurano a 5% na caixa de anestesia. Injetar por via intraperitoneal uma mistura de três agentes anestésicos…

Representative Results

Obteve-se um resultado representativo das mudanças de curto prazo (1 h e 12 h) na viabilidade do condrócitos em amostras submetidas à carga cíclica de 20 N. Como mostra a Figura 3, o número de condrócitos mortos (fluorescência vermelha) aumentou às 12 h pós-trauma. Por outro lado, o número de condrócitos vivos (fluorescência verde) continuou a diminuir, com algumas amostras não contendo condrócitos vivos na área afetada. A histologia mostrou que a c…

Discussion

Pela primeira vez, o presente protocolo mostra como estabelecer um modelo de lesão cartilaginosa induzida por carga no côndilo femoral lateral em ratos, semelhante ao modelo de dano intra-articular em roedores menores, como o camundongo². No entanto, o protocolo de carga em camundongos causou grave formação de osteófitos e lesões do ligamento cruzado, o que não foi ideal para avaliar os efeitos da compressão cíclica. O protocolo atual criou uma lesão focal da cartilagem em ratos com uma …

Materials

Anesthetic Apparatus for Small Animals	SHINANO MFG CO.,LTD.	SN-487-0T
Autograph AG-X	Shimadzu Corp	N.A.	Precision Universal / Tensile Tester
Fluoview FV10i microscope	Olympus Corp	N.A.	A fully automated confocal laser-scanning microscope
ISOFLURANE Inhalation Solution	Pfizer Japan Inc.	(01)14987114133400
LIVE/DEA Viability/Cytotoxicity Kit	Thermo Fisher Scientific Japan Inc	L3224	A quick and easy two-color assay to determine viability of cells
TRAPEZIUM X Software	Shimadzu Corp	N.A.	Data processing software for Autograph AG-X