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Medicine

Analyse du liquide synovial pour identifier l’arthrose

Published: October 20, 2022 doi: 10.3791/64351

Summary

L’analyse du liquide synovial sous microscopie optique transmise, polarisée et compensée est utilisée pour évaluer la nature inflammatoire ou non inflammatoire d’un échantillon par des étapes simples. Il est particulièrement utile dans l’arthrose pour détecter les cristaux de calcium et identifier un sous-ensemble plus grave de l’arthrose.

Abstract

L’analyse du liquide synovial (SF) est importante dans le diagnostic de l’arthrose. Les caractéristiques macroscopiques et microscopiques, y compris le nombre total et différentiel de globules blancs (GB), aident à définir la nature non inflammatoire de la SF, qui est une caractéristique de l’arthrose. Chez les patients atteints d’arthrose, les globules blancs dans les échantillons de SF ne dépassent généralement pas 2000 cellules par microlitre, et le pourcentage de cellules inflammatoires, telles que les neutrophiles, est très faible ou absent. Les cristaux de calcium sont fréquents dans les SF prélevés chez les patients atteints d’arthrose. Bien que leur rôle dans la pathogenèse de l’arthrose reste incertain, ils ont été associés à un processus inflammatoire léger et à une progression plus sévère de la maladie. Récemment, des cristaux de calcium ont été décrits aux stades précoce et avancé de l’arthrose, ce qui indique qu’ils peuvent jouer un rôle essentiel dans le diagnostic de différents sous-ensembles cliniques de l’arthrose et du traitement pharmacologique. L’objectif global de l’analyse du SF dans l’arthrose est double: déterminer le degré non inflammatoire de SF et mettre en évidence la présence de cristaux de calcium.

Introduction

L’arthrose est une maladie articulaire chronique complexe et multifactorielle, avec une prévalence mondiale combinée estimée à 16% chez les sujets âgés de 15 ans et plus, et à 23% chez les sujets âgés de 40 ans et plus1. L’incidence de l’arthrose devrait augmenter en raison du vieillissement de la population et de l’augmentation des facteurs de risque, comme l’obésité et le syndrome métabolique2.

Parmi les principaux problèmes associés à l’arthrose figurent la difficulté à diagnostiquer la maladie à ses débuts et les traitements actuellement disponibles limités à la gestion de la douleur et aux médicaments symptomatiques à action lente (SYSADOA) tels que les glycosaminoglycanes. Le diagnostic de l’arthrose est basé sur les symptômes cliniques et les résultats d’imagerie. Cependant, l’absence de corrélation entre les deux évaluations peut entraîner des années de retard dans le diagnostic de l’arthrose et l’initiation du traitement2. L’arthrose est caractérisée par des processus dégénératifs et une inflammation de bas grade, qui peuvent être facilement étudiées par analyse du liquide synovial (SF). SF est un dialysat plasmatique visqueux riche en acide hyaluronique, qui lubrifie l’espace articulaire, fournit des nutriments et de l’oxygène au cartilage et élimine les déchets métaboliques. Le SF agit également comme un amortisseur, protégeant ainsi les articulations pendant les contraintes et les contraintes3.

L’analyse SF est une méthode simple et fiable qui doit toujours être effectuée lors de l’évaluation initiale des patients présentant des symptômes musculo-squelettiques et des épanchements articulaires3. Les recommandations de l’American College of Rheumatology, de la British Society for Rheumatology et d’autres incluent l’analyse SF parmi les tests diagnostiques des maladies rhumatismales qui doivent être entrepris principalement pour évaluer la monoarthrite aiguë 4,5. Les numérations leucocytaires totales et différentielles obtenues à partir de l’analyse SF fournissent un instantané du processus pathologique se produisant dans l’articulation, classant ainsi le degré d’inflammation. L’identification des cristaux pathogènes, tels que les cristaux d’urate monosodique (MSU) et de pyrophosphate de calcium (CPP), sous lumière polarisée, est essentielle au diagnostic et au traitement de l’arthrite cristalline (par exemple, la goutte et la pseudogoutte). De plus, la présence de micro-organismes suggère un diagnostic d’arthrite septique.

Les cristaux de calcium sont fréquents dans les échantillons prélevés chez les patients atteints d’arthrose6. Des cristaux de phosphate de calcium basique (BCP) et du CPP ont été rapportés dans environ 22 % et 23 % des échantillons de SF, respectivement, de patients atteints d’arthrose6. Bien que leur rôle reste incertain, ces cristaux ont été associés à des formes plus sévères d’OA7 et sont considérés comme un épiphénomène du processus pathologique lui-même. Des cristaux de calcium ont été détectés dans 100 % des échantillons de tissus de patients atteints d’arthrose subissant une arthroplastiedu genou 8. En outre, il a été émis l’hypothèse que les cristaux de calcium peuvent être impliqués dans la pathogenèse de l’arthrose en raison de leurs effets inflammatoires, démontrés par plusieurs études9 et médiés, au moins en partie, par l’inflammasome NLRP310.

Plus récemment, des cristaux de calcium ont été décritsaux stades 6 précoces et avancés de l’arthrose, ce qui indique qu’ils peuvent jouer un rôle essentiel dans le diagnostic de différents sous-ensembles cliniques de l’arthrose et du traitement pharmacologique.

L’objectif global de l’analyse SF est double: déterminer le degré inflammatoire de SF et diagnostiquer l’arthrite cristalline ou septique en identifiant des cristaux ou des micro-organismes spécifiques. C’est un outil particulièrement utile, simple et fiable dans le diagnostic de l’arthrose, en raison du schéma non inflammatoire typique avec un pourcentage très faible ou l’absence de neutrophiles.

Avantages par rapport aux techniques alternatives
L’analyse SF consiste en des procédures simples qui incluent le nombre total et différentiel de leucocytes et la recherche de cristaux. Le comptage cellulaire manuel effectué par des techniciens de laboratoire experts 3,11 demeure l’étalon-or pour l’analyse cytologique des fluides synoviaux et autres fluides corporels. Cependant, en raison de la limitation du temps et de la variabilité inter- et intra-observateur de cette méthode, les compteurs cellulaires automatisés ont progressivement remplacé le comptage manuel dans les grands laboratoires cliniques de routine où les analyseurs de sang et d’urine ont été adaptés pour permettre l’analyse SF11,12. Néanmoins, le comptage manuel présente certains avantages dans des contextes spécifiques: (1) dans le ambulatoire, pour obtenir une valeur WBC totale et différentielle dans le temps; (2) identifier des types cellulaires tels que les cellules mononucléées cytophagocytaires (Reiter) ou les cellules non hématopoïétiques telles que les synoviocytes, que les compteurs automatisés ne peuvent pas reconnaître; 3° lorsque l’échantillon est trop petit pour être manipulé par l’instrument; (4) créer des registres de laboratoires locaux facilement accessibles à des fins de recherche. Un autre avantage du comptage manuel est la coloration insupravitale, une méthode qui permet la différenciation des cellules très rapidement et immédiatement après la préparation de la lame de verre. En revanche, les colorations traditionnelles, telles que les procédures Wright et May-Grünwald-Giemsa, nécessitent des frottis de SF séchés à l’air et du temps pour colorer les cellules13. Bien qu’elles ne conviennent pas aux analyses de routine sensibles au facteur temps, ces méthodes de coloration révèlent des populations cellulaires plus détaillées dans l’échantillon, notamment des érythrocytes, des basophiles, des éosinophiles, des leucocytes polymorphonucléaires, des lymphocytes et des plaquettes.

Enfin, l’analyse SF de routine pour les cristaux est réalisée à l’aide d’une technique simple basée sur la microscopie à lumière polarisée, qui donne des résultats rapides14. Les méthodes alternatives, telles que le balayage et la microscopie électronique, donnent des résultats plus précis et plus sensibles, mais leur utilisation dans la pratique clinique quotidienne n’est pas réalisable en raison des coûts élevés et de la préparation et de l’analyse des échantillons qui prennent beaucoup de temps.

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Protocol

Le présent protocole est conforme aux directives du comité d’éthique de l’hôpital universitaire de Padoue. Le SF a été recueilli avec le consentement du patient sur les articulations du genou des patients recevant une arthrocentèse thérapeutique pour épanchement articulaire lors de leur présentation initiale à la clinique ou en réponse à une poussée arthritique. Les contre-indications à la procédure étaient: coagulopathie, médicaments anticoagulants, lésions cutanées, dermatite ou cellulite recouvrant l’articulation. Tous les échantillons de SF ont été dépersonnalisés.

1. Préparation du liquide synovial

  1. Transfère les échantillons de SF prélevés lors de l’arthrocentèse des articulations enflées15 dans un tube contenant un anticoagulant (de préférence EDTA; voir le tableau des matériaux) et dans un deuxième tube ne contenant aucun additif (figure 1).
  2. En cas soupçonné d’infection, transférer de façon aseptique une partie de l’échantillon de SF (~ 1 mL) dans des flacons de culture pour des tests microbiologiques.
    REMARQUE: L’infection peut être suspectée à la fois en raison de caractéristiques cliniques (tumeur sévère, dolor, calor, fonctio laesa et parfois fièvre) et de l’aspect macroscopique du SF (turbidité, couleur). Dans ce cas, le médecin prescrit une analyse microbiologique, qui est effectuée par un laboratoire de microbiologie.
  3. Effectuer l’analyse SF (étapes 2 à 5) dès que l’échantillon est prélevé.

2. Examen macroscopique

NOTE : L’évaluation macroscopique des échantillons de FS consiste en des évaluations subjectives, qualitatives et semi-quantitatives. Il n’y a pas d’échelle étalon de référence et aucun échantillon témoin n’est utilisé.

  1. Annoter le volume SF exprimé en millilitres. Définissez la couleur de l’échantillon, qui peut aller du jaune pâle au jaune foncé. Notez la présence de sang.
  2. Définissez le degré de clarté en observant l’échantillon dans le rétroéclairage et en déterminant la facilité de lecture d’une page imprimée à travers le tube de fluide (Figure 2A).
  3. Évaluer la viscosité en égoutteant l’échantillon à partir d’une pipette jetable. Une longue ficelle ou une formation de goutte indique une bonne ou une mauvaise viscosité, respectivement (Figure 2B).
  4. Évaluer la présence de matières particulaires, y compris des fragments de tissu ou de la fibrine, en observant l’échantillon à travers le tube et dans le rétroéclairage.

3. Examen microscopique

NOTE: L’analyse microscopique SF consiste en un examen cytologique, y compris le nombre total et différentiel de globules blancs (GB) et la recherche de cristaux.

  1. Déterminez le nombre total de cellules en suivant les étapes ci-dessous.
    1. Déterminer le nombre total de leucocytes dans le SF prélevés dans le tube EDTA à l’aide d’un hémocytomètre (voir le tableau des matériaux).
    2. Prélever 0,5 μL de SF du tube EDTA à l’aide d’une pipette Malassez-Potain (marque 0,5; voir le tableau des matériaux) (figure supplémentaire 1). Avec la même pipette, prélever 9,5 μL de solution de bleu de méthylène à 0,1 % (marque 11). La dilution finale est de 20 fois.
    3. Mélanger la pipette par inversion douce, jeter les premières gouttes et verser le liquide synovial + solution de bleu de méthylène dans la chambre de comptage.
    4. Comptez les cellules dans deux carrés consécutifs sur neuf, et multipliez le nombre obtenu par 100 (formule simplifiée; Figure supplémentaire 2). Exprimez les globules blancs en nombre de leucocytes par millimètre cube.
      NOTE: Formule simplifiée: Leucocytes (N/mm3) = le nombre de cellules comptées dans deux carrés consécutifs x 100.
    5. Classer le FS en fonction du nombre total de WBC suite aux rapports publiés précédemment16,17 (tableau 1).
  2. Effectuer le comptage différentiel des cellules.
    1. Déterminer le pourcentage de cellules polymorphonucléaires (PMN), de monocytes et de lymphocytes en utilisant une coloration supravitale ou traditionnelle13,18.
    2. Pour la coloration supravitale, placer une petite goutte de SF au centre d’une lame prête à l’emploi pré-enduite de violet de crésyl et de bleu de méthylène (figure supplémentaire 3; voir le tableau des matériaux).
    3. Couvrir avec un couvercle et placer une goutte d’huile d’immersion au microscope.
    4. Préparez un frottis SF séché à l’air pour la coloration traditionnelle (moins approprié pour l’analyse de routine). Mettez une petite goutte de SF à la fin d’une diapositive propre. À l’aide d’une deuxième diapositive ou d’une lame, étalez-la le long de la glissière avec un mouvement vers l’avant. Laissez le frottis sécher à l’air.
    5. Colorer l’échantillon selon une procédure standard May-Grünwald-Giemsa18.
    6. Examinez la diapositive sous l’objectif d’immersion dans l’huile (1 000x).
    7. Comptez 100 cellules consécutives et faites la distinction entre les cellules polymorphonucléaires, les monocytes et les lymphocytes (Figure 3, Figure supplémentaire 4).
    8. Exprimez le nombre total dans chaque catégorie en pourcentage.
      NOTE: Pour obtenir des résultats précis, des examens cytologiques doivent être effectués dès que le SF est prélevé ou dans les 24-48 heures suivant l’arthrocentèse lorsqu’il est correctement stocké (4 ° C).

4. Détection des cristaux

  1. Déterminer la présence de cristaux pathologiques à l’aide d’un microscope à lumière polarisée muni d’un filtre polarisant supplémentaire et d’un compensateur rouge19 (voir Tableau des matériaux).
  2. Effectuez la préparation des lames pour la détection des cristaux.
    1. Nettoyez soigneusement une lame de verre avec du papier optique ou du papier souple imbibé d’éthanol. Appliquez une petite goutte de SF sur la lame de verre.
    2. Couvrir avec un bordereau de couverture et placer la lame sous le microscope.
  3. Identifiez les cristaux.
    1. Faites la mise au point de la lame au microscope à l’aide d’un objectif d’agrandissement de faible puissance. Examinez attentivement la diapositive sous un champ lumineux avec un objectif 40x. Regardez à l’intérieur et à l’extérieur des cellules.
    2. Identifier les cristaux en fonction de leur taille et de leur forme (p. ex., rhomboïdal, en forme d’aiguille, en forme de bâtonnet).
    3. Insérez le filtre polarisant entre la source lumineuse et l’échantillon. Faites pivoter le polariseur jusqu’à ce que son axe optique soit perpendiculaire à l’analyseur (placé au-dessus des objectifs) pour créer un arrière-plan sombre.
    4. Une fois qu’un cristal biréfringent a été identifié, insérer le compensateur entre le polariseur et l’échantillon et le déplacer parallèlement ou perpendiculairement à l’axe optique du cristal.
    5. Observez la couleur révélée par le cristal (tableau 2).
      REMARQUE: Les cristaux MSU apparaissent en forme d’aiguille, biréfringent brillant dans le champ sombre et affichent une couleur jaune / orange lorsque leur axe est parallèle au compensateur. À l’inverse, ils sont bleus lorsqu’ils sont positionnés perpendiculairement (signe négatif) (tableau 2; Graphique 4). Les cristaux CPP sont des cristaux de type bâtonnet ou rhomboïde, faiblement biréfringents sous lumière polarisée, et affichent une couleur bleue ou jaune lorsqu’ils sont alignés parallèlement ou perpendiculairement à l’axe du compensateur (signe positif), respectivement (tableau 2; Graphique 5).

5. Coloration rouge Alizarin

  1. Préparez une solution à 2% de rouge d’alizarine S (pH 4,1-4,3), filtrez la solution à travers un filtre de 0,22 μm et conservez-la à l’abri de la lumière.
    1. Pour préparer la lame, mélanger une goutte de SF avec le même volume de solution de rouge d’alizarine (1:1) sur une lame propre. Couvrir avec une lamelle de couverture et examiner à un grossissement de 400x.
    2. Identifiez les cristaux au microscope.
      NOTE: Le test est positif lorsque des précipités rouge foncé brillants sont visibles sous la lumière transmise, avec une forme ronde et des couches concentriques. Sous lumière polarisée, ils apparaissent fortement biréfringents20 (Figure 6).

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Representative Results

Les grosses articulations touchées par l’arthrose sont souvent enflées et produisent des quantités importantes de SF, qui sont drainées par arthrocentèse15. Les caractéristiques macroscopiques du SF évaluées immédiatement après arthrocentèse comprennent essentiellement la quantité, la couleur, la clarté et la viscosité17. Malgré leur faible spécificité, ils fournissent des données préliminaires sur le degré d’inflammation. La couleur dépend de la cellularité SF et du degré de fragmentation des macromolécules de la matrice extracellulaire. Le SF recueilli chez les patients atteints d’arthrose est jaune pâle, une nuance généralement associée aux échantillons non inflammatoires, tandis que le jaune foncé est associé aux épanchements inflammatoires (Figure 2). La présence de petites quantités de sang dans l’échantillon, par exemple en raison de ruptures capillaires, donne une couleur légèrement orange. Les épanchements sanglants doivent être soigneusement considérés car ils pourraient indiquer une hémarthrose potentielle. La clarté est une caractéristique de SF recueillie auprès de patients atteints d’arthrose. En fait, le SF non inflammatoire est pauvre en cellules, en débris, en acide hyaluronique et en fragments de fibrine, contrairement à l’aspect trouble du SF inflammatoire (Figure 2).

La viscosité représente un bon indice inflammatoire car elle est associée à l’intégrité des macromolécules matricielles, principalement l’acide hyaluronique (Figure 2). Ces molécules se dépolymérisent au cours de l’inflammation, ce qui donne un SF moins visqueux. Selon le stade et la gravité de la maladie, la viscosité peut être préservée ou légèrement réduite dans l’arthrose.

Le nombre de leucocytes ne dépasse jamais 500-1 000 cellules/mm3 dans l’arthrose, et ce sont principalement des monocytes (Figure supplémentaire 5A) et d’autres cellules mononucléaires comme les synoviocytes (Figure supplémentaire 5B). L’une des constatations les plus pertinentes et les plus fréquentes dans l’OA SF concerne les cristaux CPP et BCP. Les cristaux de CPP sont facilement détectés par microscopie à lumière polarisée compensée (Figure 5), tandis que l’identification des cristaux de PCA est rendue plus difficile en raison de leur taille submicroscopique (Figure 6). En fait, la longueur d’un seul cristal BCP est inférieure à 1 μm, et bien que ces cristaux forment des agrégats, les amas apparaissent comme des globules amorphes non biréfringents. Bien que non spécifique, la coloration positive au rouge d’alizarine révèle généralement la présence de cristaux de BCP.

Contrairement à la pseudogoutte, dans laquelle les cristaux de CPP sont nombreux et associés à un nombre élevé de leucocytes et à des caractéristiques cliniques inflammatoires, dans l’arthrose, le nombre de cristaux de CPP dans la SF est très faible et n’est lié à aucune réponse humorale altérée. Néanmoins, les échantillons de SF avec des cristaux de CPP ou de BCP présentent des niveaux plus élevés de cytokines inflammatoires par rapport à l’arthrose sans cristaux21. Indépendamment du nombre de globules blancs, les SF avec des cristaux sont également associés à des pourcentages accrus de cellules PMN5. D’un point de vue clinique, la relation entre les cristaux de calcium et l’inflammation peut aider à définir un sous-ensemble particulier de patients présentant un risque accru de développer une maladie plus grave.

Figure 1
Figure 1 : Aspiration articulaire d’un genou enflé. (A) L’arthrocentèse est réalisée après une désinfection précise de la peau avec des matériaux stériles. Le SF est recueilli dans (B) des tubes EDTA pour le nombre total de cellules et (C) des tubes sans additif pour le nombre différentiel de cellules et la recherche de cristaux. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 2
Figure 2 : Caractéristiques des échantillons de SF inflammatoires (à gauche) et non inflammatoires (à droite). (A) Couleur et clarté des échantillons de SF inflammatoires (à gauche) et non inflammatoires (à droite). (B) La viscosité d’un SF non inflammatoire évaluée par l’essai de la « chaîne ». Le laboratoriste évalue la longueur de la « ficelle » formée par une goutte de SF tombant d’une seringue ou d’une pipette. L’échantillon dans l’image produit une longue chaîne. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 3
Figure 3 : Cellules SF observées dans une lame pré-colorée. (A) Groupe de cellules polymorphonucléaires (PMN) avec des noyaux multilobés et deux monocytes avec leurs noyaux volumineux dans le côté inférieur droit de l’image. (B) Cellules PMN et monocytes (M) avec une cellule mononucléée cytophagocytaire (CPM) au centre de l’image. Champ lumineux; Grossissement de 1 000x. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 4
Figure 4 : Cristal MSU intracellulaire. Le cristal forme une forme d’aiguille typique représentée sous (A) transmise, (B) polarisée et (C) lumière polarisée compensée (400x). La flèche indique l’orientation du filtre λ (compensateur), qui est parallèle à l’axe long du cristal. Dans cette configuration, le cristal apparaît jaune/orange. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 5
Figure 5 : Cristal CPP intracellulaire. Le cristal est représenté sous (A) la lumière transmise, (B) polarisée et (C) la lumière compensée (400x). La flèche indique l’orientation du filtre λ (compensateur), qui est parallèle à l’axe long du cristal. Dans cette configuration, le cristal apparaît bleu. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 6
Figure 6 : Positivité au test d’alizarine rouge d’un SF d’OA, 400x. Les précipités rouges sont visibles sous la lumière transmise (panneau de gauche) et la lumière polarisée (panneau de droite), grossissement de 400x. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Tableau 1 : Degré d’inflammation du SF en fonction du nombre total de leucocytes. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce tableau.

Tableau 2 : Couleurs présentées par les cristaux MSU et CPP sous lumière polarisée compensée et signes de biréfringence. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce tableau.

Figure supplémentaire 1 : Pipettes de dilution sanguine selon Malassez-Potain pour les leucocytes. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.

Figure supplémentaire 2 : Disposition de la grille de la chambre pour le dénombrement des globules blancs. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.

Figure supplémentaire 3 : lames précolorées et prêtes à l’emploi pour une évaluation rapide et facile de la morphologie différentielle du WBC. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.

Figure supplémentaire 4 : coloration May-Grünwald-Giemsa d’un frottis SF. Les granules éosinophiles sont clairement visibles (flèche), grossissement 1 000x. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.

Figure supplémentaire 5 : Monocytes et synoviocytes prélevés dans un échantillon de SF. (A) Monocytes provenant d’un échantillon de SF prélevé chez un patient atteint d’arthrose (1 000x). (B) Synoviocytes provenant d’un échantillon de SF prélevé chez un patient atteint d’arthrose (1 000x). Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.

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Discussion

Dans l’arthrose, l’analyse SF aide à définir les caractéristiques de la maladie par des étapes simples: numération totale et différentielle des leucocytes et recherche de cristaux, y compris CPP et BCP. De plus, la détection de cristaux MSU peut mettre en évidence d’importantes comorbidités.

Malgré des coûts faibles et une exécution simple, la sensibilité des tests et la fiabilité des résultats peuvent être affectées par des analystes inexpérimentés, principalement en ce qui concerne l’identification des cristaux. La formation et l’expérience de l’analyste sont cruciales pour distinguer la forme et la biréfringence des cristaux CPP et MSU et adapter leur forme à leur degré de biréfringence. Certaines études ont signalé des divergences dans l’identification des cristaux entre différents laboratoires; Ainsi, la formation des techniciens de laboratoire est essentielle pour obtenir des résultats fiables et cohérents14. L’identification des cristaux est également affectée par une mauvaise interprétation des particules biréfringentes qui peuvent être confondues avec des cristaux pathogènes. Ceux-ci peuvent provenir de sources externes (c.-à-d. poussière ou fibres) ou peuvent être présents à l’intérieur de la cavité articulaire (c.-à-d. corticostéroïdes ou lipides). Un nettoyage en profondeur de la glissière peut résoudre le premier, mais le second ne peut être surmonté que par la formation et l’expérience14.

Une autre limite de l’analyse SF concerne l’utilisation de la coloration rouge alizarine pour l’identification du PCA. Comme mentionné précédemment, il ne s’agit pas d’un test spécifique, et il faut donc faire preuve de prudence lors de l’interprétation des résultats. L’analyste doit être capable de reconnaître les précipités rouges ayant une morphologie particulière (Figure 11). Des techniques plus sensibles, telles que la microscopie électronique à balayage (MEB), peuvent être utilisées pour identifier les cristaux de PCA, mais elles ne sont pas utilisées dans les examens de routine de la SF dans la pratique clinique quotidienne. Il est important de noter qu’il a été démontré que les résultats obtenus avec la coloration rouge alizarine montrent une bonne concordance, bien que non optimale, avec ceux obtenus par SEM22, augmentant ainsi la valeur du premier.

Une autre question importante à considérer concerne ce qu’il faut faire lorsque l’arthrocentèse produit de très petites quantités de SF et comment stocker l’échantillon. Lorsque seulement quelques gouttes de SF sont collectées dans de petites articulations, telles que les articulations inter- et métacarpophalangiennes et le poignet, il est recommandé de garder le matériau dans la seringue et de l’étaler directement sur une lame de verre propre. À l’aide d’une micropipette et de quelques astuces, il est possible de préparer plus d’une lame et d’effectuer une analyse complète. En détail, l’analyste dessine le SF avec la pipette de comptage de la lame préparée pour la recherche de cristaux et prépare la chambre de l’hémocytomètre, tandis que certains microlitres peuvent être aspirés pour la coloration supravitale.

En ce qui concerne le stockage, les échantillons SF se dégradent avec le temps et leur analyse nécessite de nouvelles préparations pour obtenir des résultats fiables. Alternativement, le SF peut être conservé à 4 °C et utilisé dans les 24 heures, et au plus tard 48 heures, pour un examen cytologique. Pour éviter l’agglutination cellulaire et la coagulation SF, il faut veiller à prélever l’échantillon dans au moins un tube EDTA. Les échantillons de SF congelés conservés à -20 °C pendant une période plus longue ne peuvent être utilisés que pour la recherche de cristaux.

L’analyse SF est un test pathognomonique irremplaçable en rhumatologie, en raison de son utilité, de sa simplicité d’exécution et de son prix abordable. Le principal défi pour les applications futures de l’analyse SF est un diagnostic plus précis des maladies rhumatismales. Cela sera possible en intégrant cette méthode à des technologies plus avancées et innovantes23, permettant de caractériser la composition SF et d’identifier des biomarqueurs moléculaires et protéomiques spécifiques au site de l’inflammation.

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Disclosures

Tous les auteurs ne divulguent aucun conflit d’intérêts.

Acknowledgments

Les auteurs tiennent à remercier le professeur Leonardo Punzi pour son précieux mentorat dans le domaine de l’analyse du liquide synovial et l’hôpital universitaire de Padoue pour son soutien.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Alizarin red S Merck A5533 For BCP crystal search
Burker chamber Merck BR718905 For total white blood cell count
Cover glasses Merck C7931 For microscopic examination 
EDTA tubes BD 368861 For SF collection 
Glass slides  Merck S8902 For crystal search
Lambda filter (compensator) Any  Refer to microscope company For crystal identification 
Malassez-Potain pipette Artiglass 54830000 For dilution of synovial fluid
Methylene blue solution Merck 3978 For total white blood cell count
Polarized microscope  Leica, Nikon, others Depending on the model and company For complete synovial fluid analysis
Polarizing lens Any  Refer to microscope company For crystal identification 
Testsimplet  Waldeck 14386 Supravital staining for cell differentiation

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Cui, A., et al. Global, regional prevalence, incidence and risk factors of knee osteoarthritis in population-based studies. EClinicalMedicine. 29, 100587 (2020).
  2. Hunter, D. J., Bierma-Zeinstra, S. Osteoarthritis. Lancet. 393 (10182), 1745-1759 (2019).
  3. Mandell, B. F. Synovial Fluid Analysis and the Evaluation of Patients with Arthritis. , Springer. Cham. (2022).
  4. Schmerling, R. H. Guidelines for the initial evaluation of the adult patient with acute musculoskeletal symptoms. Arthritis & Rheumatism. 39 (1), 1-8 (1996).
  5. Coakley, G., et al. RCGP and BSAC guidelines for management of the hot swollen joint in adults. Rheumatology. 45 (8), 1039-1041 (2006).
  6. Frallonardo, P., et al. Basic calcium phosphate and pyrophosphate crystals in early and late osteoarthritis: relationship with clinical indices and inflammation. Clinical Rheumatology. 37 (10), 2847-2853 (2018).
  7. Nalbant, S., et al. Synovial fluid features and their relations to osteoarthritis severity: new findings from sequential studies. Osteoarthritis Cartilage. 11 (1), 50-54 (2003).
  8. Fuerst, M., et al. Calcification of articular cartilage in human osteoarthritis. Arthritis & Rheumatism. 60 (9), 2694-2703 (2009).
  9. Campillo-Gimenez, L., et al. Inflammatory potential of four different phases of calcium pyrophosphate relies on NF-κB activation and MAPK pathways. Frontiers in Immunology. 9, 2248 (2018).
  10. Pazár, B. Basic calcium phosphate crystals induce monocyte/macrophage IL-1β secretion through the NLRP3 inflammasome in vitro. The Journal of Immunology. 186 (4), 2495-2502 (2011).
  11. Martín, M. J. A., et al. Automated cell count in body fluids: a review. Advances in Laboratory Medicine. 2, 149-161 (2021).
  12. Seghezzi,, et al. Optimization of cellular analysis of synovial fluids by optical microscopy and automated count using the Sysmex XN body fluid mode. Clinica Chimica Acta. 462, 41-48 (2016).
  13. Reginato, A. J., Maldonado, I., Reginato, A. M., Falasca, G. F., O'Connor, C. R. Supravital staining of synovial fluid with Testsimplets. Diagnostic Cytopathology. 8 (2), 147-152 (1992).
  14. Lumbreras, B., et al. Analysis for crystals in synovial fluid: training of the analysts results in high consistency. Annals of the Rheumatic Diseases. 64 (4), 612-615 (2005).
  15. Tieng, A., Franchin, G. Knee arthrocentesis in adults. Journal of Visualized Experiments. , e63135 (2022).
  16. Punzi, L., Oliviero, F. Arthrocentesis and synovial fluid analysis in clinical practice: value of sonography in difficult cases. Annals of the New York Academy of Sciences. 1154 (1), 152-158 (2009).
  17. Schumacher, H. R., Reginato, A. J. Atlas of Synovial Fluid Analysis and Crystal Identification. , Lea & Febiger. Philadelphia. (1991).
  18. Mopin, A., Driss, V., Brinster, C. A. Detailed protocol for characterizing the murine C1498 cell line and its associated leukemia mouse model. Journal of Visualized Experiments. (116), e54270 (2016).
  19. Oliviero, F., Punzi, L. Basics of Polarized Light Microscopy. Synovial Fluid Analysis and the Evaluation of Patients with Arthritis. , Springer. Cham. 79-90 (2022).
  20. Paul, H., Reginato, A. J., Schumacher, H. R. Alizarin red S staining as a screening test to detect calcium compounds in synovial fluid. Arthritis & Rheumatism. 26 (2), 191-200 (1983).
  21. Favero, M., et al. Synovial fluid fetuin-A levels in patients affected by osteoarthritis with or without evidence of calcium crystals. Rheumatology. 58 (4), 729-730 (2019).
  22. Frallonardo, P., et al. Detection of calcium crystals in knee osteoarthritis synovial fluid: a comparison between polarized light and scanning electron microscopy. Journal of Clinical Rheumatology. 22 (7), 369-371 (2016).
  23. Peffers, M. J., Smagul, A., Anderson, J. R. Proteomic analysis of synovial fluid: current and potential uses to improve clinical outcomes. Expert Review of Proteomics. 16 (4), 287-302 (2019).

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rétractation No. 188
Analyse du liquide synovial pour identifier l’arthrose
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Oliviero, F., Scanu, A., Galozzi,More

Oliviero, F., Scanu, A., Galozzi, P., Ramonda, R. Synovial Fluid Analysis to Identify Osteoarthritis. J. Vis. Exp. (188), e64351, doi:10.3791/64351 (2022).

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