Lesão não invasiva do ligamento cruzado anterior (LCA) induzida por compressão e imagem in vivo da atividade de protease em camundongos

Resumo

A lesão não invasiva do LCA é um método confiável e clinicamente relevante para iniciar a osteoartrite pós-traumática (PTOA) em camundongos. Este método de lesão também permite a quantificação in vivo da atividade da protease na articulação em momentos precoces pós-lesão usando sondas de infravermelho próximo ativáveis por protease e imagens de reflectância de fluorescência.

Resumo

Lesões articulares traumáticas, como ruptura do ligamento cruzado anterior (LCA) ou ruptura do menisco, geralmente levam à osteoartrite pós-traumática (ATP) dentro de 10-20 anos após a lesão. A compreensão dos processos biológicos precoces iniciados por lesões articulares (por exemplo, inflamação, metaloproteinases da matriz (MMPs), catepsinas proteases, reabsorção óssea) é crucial para a compreensão da etiologia da PTOA. No entanto, existem poucas opções para a mensuração in vivo desses processos biológicos, e as respostas biológicas precoces podem ser confundidas se técnicas cirúrgicas invasivas ou injeções forem usadas para iniciar a OA. Em nossos estudos de PTOA, usamos sondas ativadas por protease no infravermelho próximo comercialmente disponíveis combinadas com imagem de reflectância de fluorescência (FRI) para quantificar a atividade de protease in vivo após lesão não invasiva induzida por compressão do LCA em camundongos. Este método não invasivo de lesão do LCA recapitula de perto as condições de lesão clinicamente relevantes e é completamente asséptico, uma vez que não envolve a ruptura da pele ou da cápsula articular. A combinação dessas lesões e métodos de imagem nos permite estudar o curso temporal da atividade da protease em múltiplos momentos após uma lesão articular traumática.

Introdução

A osteoartrite é um problema de saúde generalizado que afeta milhões de pessoas nos Estados Unidos¹. A osteoartrite pós-traumática (ATP) é um subgrupo da OA que é iniciada por uma lesão articular, como ruptura do ligamento cruzado anterior (LCA), lesão do menisco ou fratura intra-articular². A proporção de pacientes com OA sintomática que pode ser classificada como OTP é de pelo menos 12%³, e essa etiologia geralmente afeta uma população mais jovem do que a^OA idiopática4. Modelos murinos de OA são ferramentas cruciais para investigar a etiologia da doença e potenciais trata....

Protocolo

Todos os procedimentos descritos foram aprovados pelo Comitê Institucional de Cuidados e Uso de Animais da Universidade da Califórnia, Davis. Camundongos C57BL/6J machos com 3 meses de idade foram utilizados para o presente estudo.

1. Lesão não invasiva do LCA

OBS: A lesão do LCA produzida por uma carga compressiva aplicada externamente é um método simples e reprodutível que recapitula de perto as condições de lesão do LCA em humanos. Este protocolo foi escrito para um instrumento de estrutura de carga disponível comercialmente (ver Tabela de Materiais), mas poderia ser adaptado pa....

Resultados

Após a aplicação de uma única força compressiva (1 mm/s até a lesão) na perna de camundongos machos C57BL/6J com 3 meses de idade, a lesão do LCA foi consistentemente induzida em todos os camundongos. A força compressiva média na lesão do joelho foi de aproximadamente 10 N (Figura 1).

A análise de IRF mostrou atividade proteásica significativamente maior nas articulações lesadas de camundongos submetidos à lesão não invasiva do LCA aos 7 dias após a lesão (

Discussão

Esse protocolo estabeleceu e descreveu rigorosamente um método reprodutível e não invasivo para indução de lesão do LCA em camundongos20,21,24,33. Este método simples e eficiente de lesão pode ser realizado em apenas alguns minutos, o que facilita estudos de alto rendimento da PTOA. Este método de lesão também recapitula de perto as condições de lesão relevantes para a lesão do LCA humano. Os m.......

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo

Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
10x Tecido Salino Tampolado com Fosfato	Protech	PBS01-32R	ou equivalente
Sistema			de Ar Vaporizador de isoflurano com câmara de indução e cone de nariz
Buprenorfina			pós-lesão
Creme Depilatório	Veet	B001KYPZ4G	ou equivalente
Acessórios			Acessório de joelho, tornozelo e plataforma feitos sob medida
IVIS Spectrum	Perkin Elmer	124262	Também pode usar sistema de imagem óptica comparável
Kimwipes	Kimberly-Clark Corporation	06-666	ou software Living
Image equivalente	da Perkin Elmer
Materials	TA Instruments		Electroforce 3200 ou equivalente
ProSense680	Perkin Elmer	NEV10003	Também pode usar outras sondas, como OsteoSense, MMPSense, Cat K, AngioSense, etc.
Seringa Estéril com Agulha	Spectrum Chemical Mfg. Corp.	550-82231-CS	Seringa Covidien 1 mL TB com 28 G x 1/2 pol. Agulha, Estéril ou equivalente
Célula de carga uniaxial	TA Instruments		20 N capacidade
Vortex-Genie 2	Scientific Industries, Inc.	SI-0236	ou
software WinTest equivalente	Instrumentos		compatíveis com Electroforce 3200

de Anestesia Analgésico deSistemas de teste TA