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Les troubles musculo-squelettiques touchent des millions de personnes et sont l’une des principales causes d’invalidité dans le monde1. Malgré cela, les troubles musculo-squelettiques sont sous-étudiés et moins bien compris que d’autres troubles chroniques répandus (par exemple, le cancer et le diabète). De plus, la prévalence des incapacités associées aux troubles musculo-squelettiques devrait augmenter, ce qui souligne l’importance de la recherche sur les mécanismes moléculaires et les voies cellulaires qui sous-tendent le développement et la progression des maladies musculo-squelettiques. Par conséquent, il existe un besoin croissant de méthodologies permettant une meilleure compréhension des maladies musculo-squelettiques au niveau moléculaire et facilitant le développement de thérapies innovantes.
Les lésions nerveuses périphériques sont associées à ~3 % des cas de traumatisme et constituent une cause fréquente de morbidité chez les patients traumatisés orthopédiques2. Cependant, un traitement précis qui sauve les fonctions nerveuses et inverse l’atrophie musculaire associée aux lésions nerveuses périphériques traumatiques (TPNI) reste insaisissable3. Par conséquent, les études sur des modèles murins sont essentielles pour évaluer l’efficacité des traitements expérimentaux TPNI ; Cependant, le domaine manque de modèles animaux de section nerveuse prévisibles qui permettent des mesures fiables de récupération fonctionnelle ou de caractérisation de la régénération nerveuse. Dans leur étude incluse dans cette collection de méthodes, Lee et al. décrivent un modèle TPNI qui assure un schéma de blessure fixe et facilite la mesure de la récupération fonctionnelle4. En général, la récupération fonctionnelle après une TPNI dépend de la gravité de la blessure, et un avantage majeur du protocole décrit par Lee et al.4 est l’utilisation d’un appareil numérique calibré qui surveille la variation de pression en temps réel pendant la chirurgie d’écrasement des nerfs. Cela limite la variabilité de la gravité de la blessure induite et, par conséquent, de la guérison.
L’arthrose est la principale cause d’invalidité affectant les membres inférieurs chez les personnes âgées et constitue donc un fardeau sociétal et économique majeur5. Il existe des modèles murins qui imitent les phases de développement de l’OA, y compris le modèle largement utilisé de déstabilisation du ménisque médial (DMM) de l’OApost-traumatique 6,7. L’article de Dunning et al. présente un modèle de déstabilisation et de grattage du cartilage (DCS) de l’OA, qui est une version modifiée du modèle DMM et implique d’infliger d’autres dommages au cartilage en introduisant trois égratignures à la surface du cartilage8. Le modèle DCS représente un modèle accéléré de l’arthrose et convient aux études axées sur la formation d’ostéophytes, l’inflammation synoviale, le remodelage osseux et les mesures de la douleur pendant les premières phases de l’arthrose. Le modèle récapitule également les dommages infligés directement au cartilage lors de chirurgies arthroscopiques et d’autres interventions cliniques.
Plusieurs études mécanistes qui sont irréalisables chez la souris peuvent être réalisées sur des cellules cultivées, ce qui souligne l’importance des expériences in vitro qui complètent les études in vivo . Les cellules primaires sont un outil de recherche important car elles récapitulent les conditions endogènes in vivo plus fidèlement que les lignées cellulaires stables. Par conséquent, il est essentiel de développer des protocoles qui facilitent l’isolement de cellules primaires viables à partir de différents tissus musculo-squelettiques pour faire avancer la recherche dans ce domaine. L’article de Jagadeeshaprasad et al. détaille une méthodologie pour la digestion enzymatique et mécanique du prépuce du nouveau-né humain afin d’isoler simultanément trois types de cellules primaires : les kératinocytes, les fibroblastes et les cellules de Schwann (SC). L’isolement des CS de la peau représente une avancée majeure que ce protocole introduit dans les protocoles bien établis d’isolement des kératinocytes et des fibroblastes. Le protocole facilite la co-culture des trois types de cellules, ce qui est essentiel pour les études portant sur les rôles potentiels des SC dans la modulation de l’homéostasie et des fonctions des kératinocytes et des fibroblastes.
La surexpression et l’inactivation sont des approches couramment utilisées pour étudier les fonctions des gènes. Bien que ces expériences soient facilement et régulièrement menées dans des cultures cellulaires in vitro, il est plus difficile de manipuler l’expression génique in vivo en raison des défis rencontrés pour obtenir une livraison efficace d’ADN plasmidique ou de petits ARN interférents aux cellules/tissus cibles. Hain et Waning décrivent un protocole simple pour électroporater le plasmide d’ADN dans le muscle squelettique de la souris afin de surexprimer la protéine codée dans les myofibres10. Un inconvénient majeur des protocoles existants pour l’injection ou l’électroporation de plasmides d’ADN dans les muscles squelettiques est l’impact négatif de ces procédures sur la contractilité musculaire. Le protocole introduit par Hain et Waning10 répond à cette limitation car il ne compromet pas la contractilité du muscle squelettique, ce qui permet d’évaluer la contractilité musculaire en tant que résultat fonctionnel de l’expression variable des protéines.
La micro-tomodensitométrie (μCT) est une modalité d’imagerie couramment utilisée pour évaluer la structure tridimensionnelle (3D) de l’os11. La tomodensitométrie est l’étalon-or de l’imagerie osseuse humaine en clinique et est très largement utilisée dans l’évaluation de la structure osseuse et de la régénération osseuse dans les études précliniques12. La TDM implique un grand nombre d’images radiographiques obtenues à partir d’os minéralisés, qui présentent intrinsèquement un excellent contraste avec les rayons X. Lorsqu’il est utilisé pour évaluer la formation osseuse pendant le processus de cicatrisation de la fracture, le TC fournit des informations détaillées sur la structure 3D et la densité du cal de cicatrisation. Bien que la quantification de l’os intact à l’aide de la TDM soit bien établie, il n’y a pas de consensus sur un protocole de TDM pour l’évaluation de la fracture du durillon. Wee et al. fournissent un protocole standardisé, étape par étape, pour une évaluation précise du cal de fracture au cours des différentes phases de la cicatrisation d’une fracture osseuse13. Le protocole utilise une plate-forme d’analyse de pointe qui permet la visualisation d’images, le réalignement et la segmentation des callosités. Cette contribution aidera à établir une approche plus normalisée et cohérente pour l’analyse des callosités de fracture dans l’ensemble du domaine.
En résumé, cette collection de méthodes présente des protocoles expérimentaux utilisés dans un large éventail de tissus musculo-squelettiques : os, cartilage, nerf périphérique, muscle squelettique et peau. Nous espérons que cette collection s’avérera utile aux nouveaux arrivants ainsi qu’aux experts dans le domaine en plein essor de la recherche musculo-squelettique. L’avenir du domaine sera grandement amélioré par les efforts continus visant à développer de nouvelles méthodologies de recherche. Les efforts visant à établir de nouveaux modèles murins pour les troubles musculo-squelettiques et à développer des approches innovantes pour l’administration locale et ciblée de traitements aux tissus musculo-squelettiques sont particulièrement précieux.