Méthode non invasive pour générer le modèle de lésion cartilagineuse intra-articulaire induite par la charge cyclique du genou du rat
Summary
Ici, nous présentons le modèle de lésion cartilagineuse intra-articulaire induite par la charge cyclique du genou du rat, générée par 60 compressions cycliques sur 20 N, entraînant des dommages au cartilage condylien fémoral chez le rat.
Abstract
La physiopathologie de l’arthrose primaire (OA) reste incertaine. Cependant, une sous-classification spécifique de l’arthrose dans des groupes d’âge relativement plus jeunes est probablement corrélée à des antécédents de lésions du cartilage articulaire et d’avulsion ligamentaire. Les modèles chirurgicaux animaux de l’arthrose du genou jouent un rôle important dans la compréhension de l’apparition et de la progression de l’arthrose post-traumatique et aident au développement de nouvelles thérapies pour cette maladie. Cependant, des modèles non chirurgicaux ont récemment été envisagés pour éviter une inflammation traumatique qui pourrait affecter l’évaluation de l’intervention.
Dans cette étude, un modèle de lésion intra-articulaire du cartilage chez le rat induit par une charge compressive cyclique in vivo a été développé, ce qui a permis aux chercheurs (1) de déterminer l’ampleur, la vitesse et la durée optimales de la charge qui pourrait causer des lésions cartilagineuses focales; (2) évaluer les changements pathologiques spatio-temporels post-traumatiques de la vitalité des chondrocytes; et (3) évaluer l’expression histologique de molécules destructrices ou protectrices impliquées dans les mécanismes d’adaptation et de réparation contre les charges de compression articulaire. Ce rapport décrit le protocole expérimental pour cette nouvelle lésion cartilagineuse dans un modèle de rat.
Introduction
Traditionnellement, la transsection ou la déstabilisation du ménisque croisé antérieur (LCA) a été considérée comme optimale pour étudier l’arthrose post-traumatique (PTOA) chez les petits animaux. Ces dernières années, des modèles de compression cyclique non invasifs ont été utilisés pour étudier le PTOA. Ce modèle a été conçu à l’origine pour étudier la réponse osseuse spongieuse à la charge mécanique1 et a ensuite été modifié en tant que modèle animal non chirurgical pour les études PTOA 2,3,4,5,6. La raison est de faire entrer en collision le cartilage articulaire en appliquant une force externe périodique, ce qui déclenche une série de réponses inflammatoires. Cependant, ce modèle n’a été appliqué qu’aux souris, et l’ampleur appropriée de la charge sur les animaux plus gros n’a pas été discutée.
Un autre problème avec le modèle précédent est que le protocole à volume élevé comprenait trop de cycles, ce qui provoquait un épaississement excessif de l’os sous-chondral, un effet secondaire indésirable, dans plusieurs échantillons7. Par conséquent, une nouvelle méthode de compression cyclique avec l’ampleur appropriée pour les gros animaux et un effet secondaire de charge plus faible a été mise au point8. L’objectif global du présent article est de décrire le protocole du modèle de compression cyclique non invasive chez le rat et d’observer les résultats représentatifs de la dégénérescence du cartilage. Le protocole actuel aiderait les lecteurs intéressés par l’application du modèle de compression cyclique non invasive sur les rats.
Protocol
Representative Results
Discussion
Pour la première fois, le protocole actuel montre comment établir un modèle de lésion cartilagineuse induite par la charge sur le condyle fémoral latéral chez le rat, similaire au modèle de lésions intra-articulaires chez les rongeurs plus petits tels que la souris2. Cependant, le protocole de charge chez la souris a provoqué une formation sévère d’ostéophytes et des lésions ligamentaires croisées, ce qui n’était pas idéal pour évaluer les effets de la compression cyclique. Le…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Cette étude a été financée en partie par une subvention JSPS KAKENHI (numéros JP18H03129 et JP18K19739).
Cette recherche a également reçu un financement de l’Alliance for Regenerative Rehabilitation Research & Training (AR3T), qui est soutenue par l’Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development (NICHD), le National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS) et le National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering (NIBIB) des National Institutes of Health sous le numéro d’attribution P2CHD086843. Le contenu relève de la seule responsabilité des auteurs et ne représente pas nécessairement les opinions officielles des National Institutes of Health.
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 |
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