Lésion non invasive du ligament croisé antérieur (LCA) induite par compression et imagerie in vivo de l’activité de la protéase chez la souris

Résumé

La lésion non invasive du LCA est une méthode fiable et cliniquement pertinente pour initier l’arthrose post-traumatique (PTOA) chez la souris. Cette méthode permet également de quantifier in vivo l’activité de la protéase dans l’articulation à des moments précoces après la blessure à l’aide de sondes proches infrarouges activables par protéase et d’imagerie par réflectance de fluorescence.

Résumé

Les blessures articulaires traumatiques telles que la rupture du ligament croisé antérieur (LCA) ou les déchirures du ménisque entraînent généralement une arthrose post-traumatique (PTOA) dans les 10 à 20 ans suivant la blessure. Comprendre les processus biologiques précoces initiés par les lésions articulaires (par exemple, l’inflammation, les métalloprotéinases matricielles (MMP), les protéases de cathepsine, la résorption osseuse) est crucial pour comprendre l’étiologie de la PTOA. Cependant, il existe peu d’options pour la mesure in vivo de ces processus biologiques, et les réponses biologiques précoces peuvent être faussées si des techniques chirurgicales invasives ou des injections sont utilisées pour initier l’arthrose. Dans nos études sur la PTOA, nous avons utilisé des sondes activables de protéase dans le proche infrarouge disponibles dans le commerce combinées à l’imagerie par réflectance de fluorescence (IRF) pour quantifier l’activité de la protéase in vivo après une lésion non invasive du LCA induite par compression chez la souris. Cette méthode non invasive de lésion du LCA récapitule fidèlement les conditions de blessure cliniquement pertinentes et est complètement aseptique car elle n’implique pas de perturber la peau ou la capsule articulaire. La combinaison de ces méthodes de blessure et d’imagerie nous permet d’étudier l’évolution temporelle de l’activité de la protéase à plusieurs moments après une blessure articulaire traumatique.

Introduction

L’arthrose est un problème de santé omniprésent qui touche des millions de personnes aux États-Unis¹. L’arthrose post-traumatique (PTOA) est un sous-ensemble de l’arthrose qui est initié par une blessure articulaire telle qu’une rupture du ligament croisé antérieur (LCA), une lésion du ménisque ou une fracture intra-articulaire². La proportion de patients atteints d’arthrose symptomatique pouvant être classés comme PTOA est d’au moins 12 %³, et cette étiologie affecte généralement une population plus jeune que l’arthrose idiopathique⁴. Les modèles murins d’arthrose sont des....

Protocole

Toutes les procédures décrites ont été approuvées par le comité institutionnel de soin et d’utilisation des animaux de l’Université de Californie à Davis. Des souris C57BL/6J mâles de 3 mois ont été utilisées pour la présente étude.

1. Lésion non invasive du LCA

REMARQUE : La lésion du LCA produite par une charge de compression appliquée de l’extérieur est une méthode simple et reproductible qui récapitule fidèlement les conditions de lésion du LCA chez l’homme. Ce protocole est écrit pour un instrument de cadre de charge disponible dans le commerce (voir la Table des matériaux), m....

Résultats

Après l’application d’une seule force de compression (1 mm/s jusqu’à la blessure) sur le bas des pattes de souris mâles C57BL/6J âgées de 3 mois, une lésion du LCA a été systématiquement induite chez toutes les souris. La force de compression moyenne lors d’une blessure au genou était d’environ 10 N (figure 1).

L’analyse FRI a montré une activité protéase significativement plus élevée dans les articulations blessées des souris soumises à une lésion non invasive du.......

Discussion

Ce protocole a établi et décrit rigoureusement une méthode reproductible et non invasive pour induire des lésions du LCA chez la souris 20,21,24,33. Cette méthode simple et efficace peut être réalisée en quelques minutes seulement, ce qui facilite les études à haut débit de la PTOA. Cette méthode récapitule également de près les conditions de blessure pertinentes pour les lésions du LCA chez l’.......

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
10x Vaporisateur de tissu salin tamponné au phosphate	Protech	PBS01-32R	ou équivalent
d’anesthésie			avec chambre d’induction et cône nasal
Buprénorphine			Analgésique post-blessure  ;
Crème dépilatoire	Veet	B001KYPZ4G	ou équivalente
			Fixation sur mesure pour le genou, la cheville et la plate-forme
IVIS Spectrum	Perkin Elmer	124262	Peut également utiliser un système d’imagerie optique comparable
Kimwipes	Kimberly-Clark Corporation	06-666	ou un logiciel Living
Image équivalent.	Perkin Elmer
;	TA Instruments		Electroforce 3200 ou équivalent
ProSense680	Perkin Elmer	NEV10003	Peut également utiliser d’autres sondes telles que OsteoSense, MMPSense, Cat K, AngioSense, etc.
Seringue stérile avec spectre d’aiguille	Chemical Mfg. Corp.	550-82231-CS	Seringue Covidien 1 mL TB avec 28 g x 1/2 po. Capteur de pesage uniaxial à aiguille, stérile ou équivalent
	TA Instruments		Capacité 20 N
Vortex-Genie 2	Scientific Industries, Inc.	SI-0236	ou
logiciel WinTest équivalent  ;	TA Instruments		compatible avec Electroforce 3200

Système par air Systèmes d’essai des matériaux