Este protocolo establece un modelo de defectos de cartílago de espesor total (FTCD) mediante la perforación de orificios en el surco troclear femoral de ratas y la medición del comportamiento del dolor posterior y los cambios histopatológicos.
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Este protocolo establece un modelo de defectos de cartílago de espesor total (FTCD) mediante la perforación de orificios en el surco troclear femoral de ratas y la medición del comportamiento del dolor posterior y los cambios histopatológicos.
Los defectos del cartílago de la articulación de la rodilla causados por un traumatismo son una lesión común de las articulaciones deportivas en la clínica, y estos defectos provocan dolor en las articulaciones, deterioro del movimiento y, finalmente, osteoartritis de rodilla (kOA). Sin embargo, existe poco tratamiento eficaz para los defectos del cartílago o incluso para el kOA. Los modelos animales son importantes para el desarrollo de fármacos terapéuticos, pero los modelos existentes para los defectos del cartílago no son satisfactorios. Este trabajo estableció un modelo de defectos de cartílago de espesor total (FTCD) mediante la perforación de orificios en el surco troclear femoral de ratas, y el comportamiento del dolor posterior y los cambios histopatológicos se utilizaron como experimentos de lectura. Después de la cirugía, el umbral de retirada mecánica disminuyó, se perdieron condrocitos en el sitio lesionado, se aumentó la expresión de MMP13 de la metaloproteinasa de matriz y disminuyó la expresión de colágeno tipo II, lo que es consistente con los cambios patológicos observados en los defectos del cartílago humano. Esta metodología es fácil y sencilla de realizar y permite la observación macroscópica inmediatamente después de la lesión. Además, este modelo puede imitar con éxito los defectos clínicos del cartílago, proporcionando así una plataforma para estudiar el proceso patológico de los defectos del cartílago y desarrollar los fármacos terapéuticos correspondientes.
El cartílago articular es un tejido muy diferenciado y denso formado por condrocitos y matriz extracelular1. La capa superficial del cartílago articular es una forma de cartílago hialino, que tiene una superficie lisa, baja fricción, buena resistencia y elasticidad, y excelente tolerancia al estrés mecánico2. La matriz extracelular está compuesta por proteoglicanos de colágeno y agua, y el colágeno tipo II es el principal componente estructural del colágeno, ya que representa alrededor del 90% del colágeno total3. Como no existen vasos sanguíneos ni nervios en el tejido cartilaginoso, carece de la capacidad de autorrepararse después deuna lesión. Por lo tanto, los defectos del cartílago causados por traumatismos siempre han sido una enfermedad articular intratable en las clínicas; Además, esta enfermedad articular tiende a afectar a los jóvenes, y la incidencia mundial va en aumento 5,6. La articulación de la rodilla es el sitio más común de defectos del cartílago, y los defectos aquí se acompañan de dolor articular, disfunción articular y degeneración del cartílago articular, lo que eventualmente conduce a la osteoartritis de rodilla (kOA)7. Los defectos del cartílago de la articulación de la rodilla suponen cargas económicas y fisiológicas para los pacientes y afectan gravemente a la calidad de vida de los pacientes8. Esta enfermedad supone un reto clínico importante y urgente sin soluciones inminentes. En la actualidad, la cirugía es el pilar del tratamiento de los defectos del cartílago, pero su resultado a largo plazo sigue siendo insatisfactorio9.
Los defectos clínicos del cartílago eventualmente conducen a kOA y, por lo tanto, los modelos animales de kOA se usan comúnmente para el estudio patológico de los defectos del cartílago y el desarrollo de fármacos. El establecimiento de modelos animales es importante para comprender el proceso fisiopatológico de reparación de defectos cartilaginosos, que pueden ser utilizados para observar la regeneración del cartílago y la alteración entre el fibrocartílago y el cartílago hialino10. Sin embargo, los modelos animales de kOA comúnmente utilizados, como los modelos quirúrgicos de transección del ligamento cruzado anterior (ACLT), desestabilización del menisco medial (DMM), ovariectomía (OVX) y Hulth, generalmente necesitan modelos a largo plazo y solo permiten evaluaciones patológicas y de dolor, lo que plantea limitaciones a la eficiencia del desarrollo de fármacos11. Además de los modelos quirúrgicos, los modelos químicos, como el monoyodoacetato (MIA) y la inyección de papaína, también resultan en defectos del cartílago, pero el grado del defecto no puede ser bien manejado y las condiciones están lejos de la realidad clínica11. La colisión es otro enfoque para modelar defectos del cartílago en animales más grandes, pero este método depende del uso de instrumentos específicos y rara vez se aplica12.
En resumen, los modelos de kOA existentes no son ideales para estudiar la patogénesis de los defectos del cartílago o desarrollar nuevos fármacos, y se necesita un modelo específico y estandarizado para los defectos del cartílago. Este estudio estableció un modelo de defectos de cartílago de espesor total (FTCD) mediante la perforación de agujeros en el surco troclear femoral en ratas. Para la evaluación del modelo se realizó observación macroscópica, pruebas de comportamiento al dolor y análisis histopatológico. A diferencia de otros modelos animales de kOA, este modelo tiene poco efecto en el estado general de las ratas. Este enfoque de modelado es accesible, se puede manejar bien y apoya la comprensión de la progresión de los defectos del cartílago a kOA y el desarrollo de terapias efectivas. Este modelo también se puede utilizar para probar terapias que previenen la kOA mediante la curación de defectos en las articulaciones preartríticas.
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Los experimentos con animales fueron aprobados por el Comité de Normas Médicas y Ética de la Universidad de Medicina Tradicional China de Zhejiang, que se ajusta a la legislación china sobre el uso y cuidado de animales de laboratorio. En el presente estudio, se utilizaron ratas macho Sprague-Dawley (SD) de 6 semanas de edad con un peso de 150-180 g. Los animales se obtuvieron de una fuente comercial (véase la Tabla de Materiales).
1. Establecimiento de un modelo de defectos del cartílago de espesor total en ratas
2. Umbral de retirada mecánica (MWT)
NOTA: El MWT de la planta posterior bilateral de ratas se midió mediante el método clásico de medición del dolor con filamento de von Frey14.
3. Análisis histopatológico e inmunohistoquímico
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En este trabajo, se estableció un modelo de FTCD en ratas mediante la perforación de orificios en el surco troclear femoral y la detección del comportamiento del dolor y los cambios histopatológicos posteriores. Como se muestra en la Figura 1, 3 días después del modelado, en comparación con el grupo simulado, el MWT de las ratas en el grupo modelo se redujo significativamente, lo que sugiere hiperalgesia causada por el FTCD. A los 17 días después del modelado, el umbral de retirada mecánica ...
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Este estudio describe un modelo animal para imitar defectos clínicos del cartílago mediante la perforación de agujeros en el surco troclear femoral de ratas (Figura suplementaria 1). Después de la lesión del cartílago, la excitabilidad o capacidad de respuesta de los nociceptores periféricos aumenta, lo que puede resultar en una disminución en el umbral del dolor y la mejora de la capacidad de respuesta a la estimulación18. En estudios preclínicos, el modelado de ...
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Los autores no tienen nada que revelar.
Este estudio contó con el apoyo de la Fundación de Ciencias Naturales de Zhejiang (subvención número LQ20H270009), la Fundación de Ciencias Naturales de China (subvención números 82074464 y 82104890), la Fundación de Ciencias Médicas Tradicionales Chinas de Zhejiang (subvenciones números 2020ZA039, 2020ZA096 y 2022ZB137) y el Proyecto de Ciencia y Tecnología de la Salud Médica de la Comisión Provincial de Salud de Zhejiang (subvención número 2016KYA196).
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| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| 3, 3'-diaminobenzidina | Hangzhou Zhengbo Biotecnología Co., Ltd. | ZLI-9019 | El colorante para la tinción de IHC |
| Anticuerpo Anti-Colágeno III | Novus | NB600-594 | Anticuerpo primario para IHC |
| Anti-Colágeno II | anticuerpo Abcam (UK) | 34712 | Anticuerpo primario para IHC |
| Anticuerpo Anti-Colágeno I | Novus | NB600-408 | Anticuerpo primario para IHC |
| Solución de Bouin | Shanghai Yuanye Technology Co., Ltd. | R20381 | El tinte para la tinción de azul |
| Celestita | Shanghai Yuanye Technology Co., Ltd. | R20381 | El colorante para la tinción de Masson |
| Acolchados de mazorca de maíz | Xiaohe Tecnología Co., Ltd | Ropa de cama para animales | |
| Eosina | Sigma-Aldrich | 861006 | El colorante para la tinción de HE |
| Fast Green FCF | Sigma-Aldrich | F7252 | El colorante para la tinción de SO |
| Anticuerpo anti-ratón de cabra | ZSGQ-BIO (Pekín, China) | PV-9002 | Anticuerpo secundario para IHC |
| Anticuerpo anti-conejo de cabra | ZSGQ-BIO (Pekín, China) | PV-9001 | Anticuerpo secundario para IHC |
| Hematoxilina | Sigma-Aldrich | H3163 | El tinte para la tinción HE |
| Masson | Shanghai Yuanye Technology Co., Ltd. | R20381 | El colorante para la tinción de Masson |
| Microdrill | Rwd Life Science Co., Ltd | 78001 | Equipo para cirugía |
| MMP13 | Cell Signaling Technology, Inc. (Danvers, MA, EE. UU.) | 69926 | Anticuerpo primario para IHC |
| Centro modular de inclusión de tejidos | Thermo Fisher Scientific (EE. UU.) | EC 350 | Producir bloques de parafina |
| Resina neutra | Hangzhou Zhengbo Biotecnología Co., Ltd. | ZLI-9555 | Sello para IHC |
| Sutura no absorbible | Hangzhou Huawei Medical Supplies Co., Ltd. | 4-0 | Equipo para cirugía |
| Pentobarbital sódico | Hangzhou Zhengbo Biotecnología Co., Ltd. | WBBTN5G | animal anestesiado |
| Shanghai Yuanye Tecnología Co., Ltd. | R20381 | El tinte para la tinción de Masson | |
| Ponceau fucsin | , Shanghai Yuanye Technology Co., Ltd. | R20381 | El colorante para la tinción de Masson |
| Microtomos rotativos y deslizantes | Thermo Fisher Scientific (USA) | HM325 | Secciones precisas de parafina |
| Safranin-O | Sigma-Aldrich | S2255 | El colorante para la tinción |
| de SO Hoja de bisturí Shanghai | Lianhui Medical Supplies Co., Ltd. | 11 | Equipo para cirugía |
| Solución de citrato de sodio (20x) | Hangzhou Haoke Biotechnology Co., Ltd. | HK1222 | Recuperación de antígeno para |
| ratas IHC Sprague Dawley (SD) | Shanghai Slake Animal Experimental Co., Ltd. | SD | Animal de experimentación |
| Tissue-Tek VIP 5 Jr | Sakura (Japón) | Procesador de infiltración al vacío | |
| Azul de toluidina | Sigma-Aldrich | 89640 | El colorante para la tinción de tuberculosis |
| Filamento Von Frey | UGO Basile (Italia) | 37450-275 | Equipo para |
| la plataforma de malla de alambre del ensayo MWT | Shanghai Yuyan Instruments Co., Ltd. | Equipos para el ensayo MWT |
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