Summary

Intervento di Tuina nel modello di ratto indotto dall'iniezione di monoiodoacetato di sodio di osteoartrite del ginocchio

Published: January 12, 2024
doi:

Summary

Questo protocollo descrive i metodi di intervento di Tuina nel modello di ratto di osteoartrite del ginocchio (KOA) indotto dall’iniezione di monoiodoacetato di sodio, che fornisce un riferimento per l’applicazione di Tuina in modelli animali di KOA. Questo protocollo studia anche il meccanismo efficace di Tuina per KOA e i risultati contribuiranno a promuoverne l’applicazione.

Abstract

L’artrosi del ginocchio (KOA), una comune malattia degenerativa delle articolazioni, è caratterizzata da dolore cronico e disabilità, che possono progredire fino a danni strutturali irreparabili dell’articolazione. Le indagini sul legame tra cartilagine articolare, muscoli, sinovia e altri tessuti che circondano l’articolazione del ginocchio in KOA sono di grande importanza. Attualmente, la gestione del KOA include modifiche dello stile di vita, esercizio fisico, farmaci e interventi chirurgici; tuttavia, manca ancora la delucidazione degli intricati meccanismi alla base del dolore correlato al KOA. Di conseguenza, il dolore da KOA rimane una sfida clinica chiave e una priorità terapeutica. È stato scoperto che Tuina ha un effetto regolatore sul sistema motorio, immunitario ed endocrino, spingendo l’esplorazione della possibilità che Tuina possa alleviare i sintomi del KOA, causati dalla sovraregolazione dei fattori infiammatori, e ulteriormente, se i fattori infiammatori nel muscolo scheletrico possono aumentare la progressione del KOA.

Sono stati randomizzati 32 ratti maschi di Sprague Dawley (SD) (180-220 g) in quattro gruppi di otto animali ciascuno: antiPD-L1 + Tuina (gruppo A), modello (gruppo B), Tuina (gruppo C) e chirurgia fittizia (gruppo D). Per i gruppi A, B e C, abbiamo iniettato 25 μL di soluzione di monoiodoacetato di sodio (MIA) (4 mg di MIA diluiti in 25 μL di soluzione salina sterile) nella cavità dell’articolazione del ginocchio destro e per il gruppo D, è stata iniettata la stessa quantità di soluzione fisiologica sterile. Tutti i gruppi sono stati valutati utilizzando i test meno stressanti (soglia di ritiro meccanico della zampa, latenza termica di ritiro della zampa, gonfiore dell’articolazione del ginocchio destro, punteggio Lequesne MG, temperatura cutanea) prima dell’iniezione e 2, 9 e 16 giorni dopo l’iniezione.

Introduction

L’artrosi del ginocchio (KOA) è un’artrosi degenerativa comune, caratterizzata da dolore cronico e disabilità, e la KOA relativamente grave porterà a danni strutturali irreversibili all’articolazione1. L’elevata prevalenza globale di KOA è diventata una delle principali sfide per la salute pubblica globale 2,3, che compromette seriamente la qualità della vita dei pazienti 4,5. Gli studi hanno dimostrato che la KOA colpisce più di 260 milioni di persone in tutto il mondo6. Con l’invecchiamento della popolazione, il tasso di prevalenza totale di KOA in Cina raggiunge il 17,0% oltre i 40 anni, il che rappresenta un pesante onere per le famiglie dellepersone colpite.

Secondo la medicina cinese, il KOA appartiene alla categoria della “paralisi”9 e il Classico di Medicina Interna dell’Imperatore Giallo associa tendini, ossa e carne alla paralisi. Quindi, dobbiamo prestare attenzione alla connessione tra la cartilagine, il muscolo, la sinovia e altri tessuti intorno all’articolazione del ginocchio in KOA. Nella medicina moderna, sia l’infiammazione muscolare che quella ossea, che sono componenti principali dell’omeostasi immunitaria dell’artrite, guidano la progressione del dolore da KOA. Tuttavia, la maggior parte degli studi si concentra sull’infiammazione della cartilagine e sull’infiammazione sinoviale nelle articolazioni ossee e c’è una scarsità di articoli che esaminano i fenomeni infiammatori nei muscoli scheletrici. Pertanto, sono necessarie ulteriori ricerche sul ruolo del muscolo scheletrico nell’infiammazione per ottenere una comprensione più completa del KOA e fornire idee per modalità di trattamento più efficaci. In una revisione della letteratura, abbiamo scoperto che l’inibizione del ligando di morte programmata del fattore immuno-correlato 1 (PD-L1) ha esacerbato la progressione di KOA10,11 e che c’era un’espressione differenziale di IL-15 e FOXO1 nel muscolo scheletrico dei pazienti con KOA 12, così come una significativa infiammazione del muscolo scheletrico nei pazienti con KOA allo stadio terminale. che era anche associato a cambiamenti nell’andatura. È stato dimostrato che il muscolo scheletrico può anche secernere fattori strettamente correlati all’immunità infiammatoria come IL-6 e che il TNF-α è anche strettamente correlato alla via PD-L1 e KOA13,14,15.

Attualmente, i trattamenti disponibili per KOA includono il controllo del peso, l’esercizio fisico, i farmaci e la chirurgia, che di solito includono iniezioni intra-articolari, farmaci analgesici, chirurgia artroscopica e osteotomia periprotesica del ginocchio16. Attualmente, la progressione della malattia da KOA non può essere completamente arrestata o invertita e, senza una chiara comprensione dei complessi meccanismi alla base del dolore da KOA, i pazienti con KOA sono a rischio di uso eccessivo di farmaci analgesici e di un’elevata incidenza di effetti collaterali8. La maggior parte delle strategie terapeutiche sono efficaci solo per brevi periodi e si concentrano solo sul sollievo temporaneo dei sintomi piuttosto che sulla patogenesi della malattia. Pertanto, il dolore da KOA rimane una priorità e una sfida per il trattamento, ponendo una seria sfida clinica. Tuttavia, Tuina può stimolare direttamente i muscoli scheletrici intorno all’articolazione interessata nel trattamento KOA e può fornire alcuni benefici. In combinazione con la descrizione precedente, è la terapia ideale per studiare il ruolo del tessuto muscolare scheletrico nel KOA e chiarire il ruolo del tessuto muscolare scheletrico nell’infiammazione può anche fornire un migliore supporto teorico per Tuina di KOA.

Gli studi hanno dimostrato che la massoterapia, la terapia manipolativa osteopatica e la manipolazione spinale possono aiutare ad alleviare il dolore e ripristinare la funzione corporea17,18. Queste manipolazioni possono agire sull’infiammazione locale e alleviare gli spasmi e l’analgesia attraverso un’azione meccanica esterna. Possono alleviare il dolore dopo l’artroplastica totale del ginocchio, ridurre l’uso di farmaci analgesici, promuovere il recupero postoperatorio e migliorare l’equilibrio biomeccanico19. Il massaggio svedese è fattibile nel trattamento dell’osteoartrite e può ridurre lo stress e migliorare la qualità della vita20. L’effetto terapeutico di Tuina su KOA è stato preceduto da alcuni studi.

In questo esperimento, il nostro team esplorerà se l’espressione di PD-L1 e dei relativi fattori infiammatori nel muscolo scheletrico può indurre KOA e promuoverne lo sviluppo sulla base del modello KOA indotto da MIA nei ratti. Tuina sarà anche implementato per vedere se può alleviare i sintomi di KOA causati dall’aumento dell’espressione del fattore infiammatorio. Tuina sarà combinato con l’inibizione di PD-L1 per dimostrare l’associazione tra la via PD-1 mediata da Tuina nell’infiammazione del muscolo scheletrico che influenza lo sviluppo di KOA e il dolore, gettando le basi per ulteriori studi multilivello sui meccanismi terapeutici dell’intervento di Tuina in KOA.

In sintesi, questo articolo descrive lo studio e l’elaborazione dei meccanismi dell’infiammazione del muscolo scheletrico nello sviluppo del KOA e del suo dolore, nonché gli effetti terapeutici del Tuina sul KOA, dal punto di vista dell’espressione del fattore immuno-infiammatorio, combinato con indicatori comportamentali correlati, per fornire prove di ricerca moderna per la teoria dello “squilibrio di tendini e ossa” nella medicina tradizionale cinese.

Protocol

Tutti gli esperimenti sono stati approvati e supervisionati dal Comitato per la cura e l’uso degli animali dell’Università di Medicina Tradizionale Cinese di Shanghai (numero di approvazione: SYXK2018-0040), che è conforme alle disposizioni della Dichiarazione di Helsinki dell’Associazione Medica Mondiale. 1. Preparazione dell’animale Ospita 32 ratti maschi Sprague Dawley (SD) di età compresa tra 8 settimane e un peso di 180-220 g in uno specifico apparato di stab…

Representative Results

Il protocollo descritto è stato implementato in un contesto clinico presso l’Ospedale Yueyang di Medicina Tradizionale Tradizionale Cinese e Occidentale Integrata. La Figura 1 mostra l’esatta posizione dei punti di agopuntura spinti nei ratti e la Tabella 1 illustra i benefici comuni della stimolazione di questi punti. La Tabella 2 e la Tabella 3 offrono prove convincenti di un notevole sollievo dal dolore ottenuto attraverso la terapia con…

Discussion

Questo studio ha lo scopo di valutare il miglioramento del KOA dopo l’intervento di Tuina utilizzando indicatori comportamentali standardizzati e di indagare i meccanismi di Tuina per il KOA e l’associazione tra muscolo scheletrico e KOA. A differenza delle terapie farmacologiche e chirurgiche, Tuina ha un effetto regolatore positivo sul sistema motorio, immunitario ed endocrino. Tuina può alleviare l’infiammazione e il dolore prodotti dalla malattia agendo su diversi obiettivi. Ad esempio, regolando la via TLR4 e il mi…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Questo studio è supportato dalla National Natural Science Foundation of China (NO.82105042, 82205302); Programma di eccellenza post-dottorato di Shanghai (NO.2020371); Fondazione cinese per la scienza post-dottorato (NO.2021M692156); Programma di vela di Shanghai (NO.20YF1450900); Fondazione scientifica dell’ospedale Yueyang di medicina tradizionale cinese e occidentale integrata (NO.2021yygq03). I finanziatori non hanno avuto alcun ruolo nella progettazione, nell’esecuzione o nella scrittura dello studio.

Materials

Anti-PD-L1 Abcam, Cambridge, MA, USA ab80276
electric von Frey esthesiometer  IITC/Life Science, Woodland Hills, CA, USA ALMEMO 2450
GraphPad Prism 9.0 GraphPad Software Software for stastistical analysis
monosodium iodoacetate Sigma-Aldrich Inc I9148 Resolved into normal saline for injection
pentasorbital sodium Sigma-Aldrich Inc P3761
Sprague Dawley (SD) male rats Shanghai Jihui Experimental Animal Breeding Co., Ltd No. SCXK (Hu) 2017-0012
thermal analgesia tester IITC/Life Science Model 390

Referências

  1. Katz, J. N., et al. Diagnosis and treatment of hip and knee osteoarthritis: A review. JAMA. 325 (6), 568-578 (2021).
  2. Culvenor, A. G., et al. Prevalence of knee osteoarthritis features on magnetic resonance imaging in asymptomatic uninjured adults: a systematic review and meta-analysis. Br J Sports Med. 53 (20), 1268-1278 (2019).
  3. Safiri, S., et al. regional and national burden of osteoarthritis 1990-2017: a systematic analysis of the Global Burden of Disease Study 2017. Ann Rheum Dis. 79 (6), 819-828 (2020).
  4. Kong, L., et al. Traditional Chinese exercises on pain and disability in middle-aged and elderly patients with neck pain: a systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. Front Aging Neurosci. 14, 912-945 (2022).
  5. Nevitt, M. C., et al. Symptoms of knee instability as risk factors for recurrent falls. Arthritis Care Res (Hoboken). 68 (8), 1089-1097 (2016).
  6. Hunter, D. J., March, L., Chew, M. Osteoarthritis in 2020 and beyond: a Lancet Commission). Lancet. 396 (10264), 1711-1712 (2020).
  7. Fan, Z. J., et al. Interpretation and evaluation of the Chinese Osteoarthritis Treatment Guidelines (2021 Edition). Chinese Journal of Evidence-Based Medicine. 22 (06), 621-627 (2022).
  8. Chen, W., et al. Design of an epidemiological survey on the prevalence of osteoarthritis of the knee in a middle-aged and elderly population in China. Journal of Hebei Medical University. 36 (04), 487-490 (2015).
  9. Shao, S. Study on the mechanism of regulating the "balance of tendon and bone force" in the treatment of knee osteoarthritis by Tui Na manipulation. Shanghai University of Traditional Chinese Medicine. , 107-108 (2020).
  10. Liu, S. Role and mechanism of PD-1/PD-L1 pathway in osteoarthritis in mice. Shandong University. , 130-134 (2020).
  11. Shoujian, PD-1 promotes the repair and regeneration of contused skeletal muscle by regulating Treg cells and macrophages. Shanghai Institute of Physical Education. , 54-58 (2020).
  12. Levinger, P., et al. The level of FoxO1 and IL-15 in skeletal muscle, serum and synovial fluid in people with knee osteoarthritis: a case control study. Osteoporos Int. 27 (6), 2137-2143 (2016).
  13. Niu, Q., Xie, C., Jiang, Z. Advances in Chinese medicine based on PI3K/AKT signaling pathway for the treatment of knee osteoarthritis. Massage and Rehabilitation Medicine. , 1-5 (2022).
  14. Liu, S., et al. Blocking of checkpoint receptor PD-L1 aggravates osteoarthritis in macrophage-dependent manner in the mice model. Int J Immunopathol Pharmacol. 33, 2058-2073 (2019).
  15. Molanouri, S. M., et al. Combined effect of aerobic interval training and selenium nanoparticles on expression of IL-15 and IL-10/TNF-alpha ratio in skeletal muscle of 4T1 breast cancer mice with cachexia. Cytokine. 90, 100-108 (2017).
  16. Mahmoudian, A., et al. Early-stage symptomatic osteoarthritis of the knee – time for action. Nat Rev Rheumatol. 17 (10), 621-632 (2021).
  17. Nahin, R. L., et al. Evidence-based evaluation of complementary health approaches for pain management in the United States. Mayo Clin Proc. 91 (9), 1292-1306 (2016).
  18. Bervoets, D. C., et al. Massage therapy has short-term benefits for people with common musculoskeletal disorders compared to no treatment: a systematic review. J Physiother. 61 (3), 106-116 (2015).
  19. Xu, H., et al. Effectiveness of tui na in treating pain after total knee replacement for knee osteoarthritis. Chinese Tissue Engineering Research. 25 (18), 2840-2845 (2021).
  20. Ali, A., et al. Massage therapy and quality of life in osteoarthritis of the knee: a qualitative study. Pain Med. 18 (6), 1168-1175 (2017).
  21. Yoh, S., et al. Intra-articular injection of monoiodoacetate induces diverse hip osteoarthritis in rats, depending on its dose. BMC Musculoskelet Disord. 23 (1), 494-487 (2022).
  22. Lockwood, S. M., et al. Characterisation of peripheral and central components of the rat monoiodoacetate model of osteoarthritis. Osteoarthritis Cartilage. 27 (4), 712-722 (2019).
  23. McCoy, A. M. Animal models of osteoarthritis: Comparisons and key considerations. Vet Pathol. 52 (5), 803-818 (2015).
  24. Guo, X. Exploring the effect of pushing on cartilage in rats with knee osteoarthritis based on ROCK/LIMK1/Cofilin signaling pathway. Chongqing Medical University. , 42-44 (2022).
  25. Liu, Z. F., et al. Tuina for peripherally-induced neuropathic pain: A review of analgesic mechanism. Front Neurosci. 16, 1096-1104 (2022).
  26. Gebremariam, L., et al. Subacromial impingement syndrome–effectiveness of physiotherapy and manual therapy. Br J Sports Med. 48 (16), 1202-1208 (2014).
  27. Yao, C., et al. Transcriptome profiling of microRNAs reveals potential mechanisms of manual therapy alleviating neuropathic pain through microRNA-547-3p-mediated Map4k4/NF-kappab signaling pathway. J Neuroinflammation. 19 (1), 211-221 (2022).
  28. Valera-Calero, A., et al. Endocrine response after cervical manipulation and mobilization in people with chronic mechanical neck pain: a randomized controlled trial. Eur J Phys Rehabil Med. 55 (6), 792-805 (2019).
  29. Kovanur, S. K., et al. Measureable changes in the neuro-endocrinal mechanism following spinal manipulation. Med Hypotheses. 85 (6), 819-824 (2015).
  30. Colombi, A., Testa, M. The effects induced by spinal manipulative therapy on the immune and endocrine systems. Medicina (Kaunas). 55 (8), 312-314 (2019).
  31. Afify, A., Mark, H. F. Fluorescence in situ hybridization assessment of chromosome 8 copy number in stage I and stage II infiltrating ductal carcinoma of the breast. Cancer Genet Cytogenet. 97 (2), 101-105 (1997).
  32. Kirby, B. S., et al. Mechanical influences on skeletal muscle vascular tone in humans: insight into contraction-induced rapid vasodilatation. J Physiol. 583, 861-874 (2007).
  33. Sefton, J. M., et al. Therapeutic massage of the neck and shoulders produces changes in peripheral blood flow when assessed with dynamic infrared thermography. J Altern Complement Med. 16 (7), 723-732 (2010).
  34. Chen, B., et al. Aerobic exercise combined with glucosamine hydrochloride capsules inhibited the apoptosis of chondrocytes in rabbit knee osteoarthritis by affecting TRPV5 expression. Gene. 830, 146465 (2022).
  35. Fang, L., et al. The mechanism of aerobic exercise combined with glucosamine therapy and circUNK in improving knee osteoarthritis in rabbits. Life Sci. 275, 119375 (2021).
  36. Li, X., et al. Casticin suppresses monoiodoacetic acid-induced knee osteoarthritis through inhibiting HIF-1alpha/NLRP3 inflammasome signaling. Int Immunopharmacol. 86, 106745 (2020).
  37. Ma, Z., et al. Vanillic acid reduces pain-related behavior in knee osteoarthritis rats Through the inhibition of NLRP3 inflammasome-related synovitis. Front Pharmacol. 11, 599022 (2020).
  38. Zhang, W., et al. Electroacupuncture ameliorates knee osteoarthritis in rats via inhibiting NLRP3 inflammasome and reducing pyroptosis. Mol Pain. 19, 17448069221147792 (2023).

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Citar este artigo
Xu, Y., Zhu, X., Li, X., Lu, Y., Wu, J., Cai, W., Zheng, J., Wu, Z., Guo, G. Tuina Intervention in Sodium Monoiodoacetate Injection-Induced Rat Model of Knee Osteoarthritis. J. Vis. Exp. (203), e65770, doi:10.3791/65770 (2024).

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