L’arthrose touche 32,5 millions d’adultes américains. Elle est causée par une perte progressive du cartilage articulaire, une légère inflammation des tissus dans et autour des articulations et la formation d’ostéophytes et de kystes osseux 1,2. Les symptômes se manifestent généralement dans les derniers stades de la maladie, les traitements actuels n’apportant qu’un soulagement palliatif et ayant des effets secondaires systémiques. Le manque de médicaments modificateurs de la maladie provient d’une mauvaise compréhension des mécanismes sous-jacents de la maladie3. Par conséquent, il existe un besoin médical critique et continu d’agents améliorés pour traiter l’arthrose.
Il existe plusieurs modèles animaux d’arthrose qui examinent différentes composantes des processus pathologiques4. Bien qu’il existe plusieurs modèles chirurgicaux, dont la section du ligament croisé antérieur et la déstabilisation du ménisque médial, ceux-ci sont invasifs et nécessitent un haut niveau de compétence technique5. Les modèles induits chimiquement sont des procédures comparativement moins invasives généralement utilisées pour étudier les mécanismes de la douleur de l’arthrose6. L’un de ces modèles murins largement utilisés implique l’induction de l’arthrose par une injection intra-articulaire d’iodoacétate monosodique (MIA) dans le genou. Ce modèle génère un phénotype douloureux reproductible, robuste et rapide qui peut être classé en modifiant la dose7 de MIA. Les détails techniques de l’induction de ce modèle ont été décrits précédemment7. L’application de cette technique aux rongeurs plus gros, comme les cochons d’Inde, est difficile en raison de leurs différences anatomiques. Certaines différences incluent une augmentation de la musculature entourant les os adjacents et l’espace articulaire chez le cobaye et un péroné et un tibia articulés par rapport à la fusion distale observée chez la souris8. Les cobayes Dunkin-Hartley, une souche de cobaye largement disponible, constituent un modèle animal d’arthrose établi car ils développent naturellement cette maladie, offrant ainsi un modèle robuste pour étudier les effets de nouvelles thérapies administrées par injection intra-articulaire sur la progression de la maladie9. Les cobayes Dunkin-Hartley commencent à développer une arthrose à trois mois, les mâles présentant un développement accéléré et un phénotype10 plus sévère. Chez les cobayes, l’arthrose progresse avec l’âge, et à 12 mois, la pathologie associée est apparente à l’imagerie11. Les modèles d’arthrose spontanée, comme le modèle de Dunkin-Hartley, ne nécessitent aucune intervention pour induire l’arthrose et récapitulent ainsi le développement et la progression du phénotype de la maladie chez l’homme, fournissant ainsi un modèle translationnel puissant10. De plus, le développement spontané de l’arthrose permet le contrôle interne lorsque de nouveaux traitements sont administrés unilatéralement dans un seul genou d’un animal donné. Ce contrôle interne minimise les effets des variabilités inter-animaux lors de l’analyse des données et peut aider à réduire le nombre total d’animaux.
L’analyse par microtomodensitométrie à rayons X (μCT) est un outil puissant qui permet une évaluation quantitative de la gravité de l’arthrose12. La tomodensitométrie consiste à balayer plusieurs images radiographiques à haute résolution, obtenues à partir d’un échantillon en rotation ou d’une source de rayons X en rotation et d’un détecteur13. Ensuite, des données volumétriques tridimensionnelles (3D) sont reconstruites sous la forme de tranches d’images empilées14. Étant donné que l’os minéralisé présente un excellent contraste sur la tomodensitométrie, cette modalité peut être utilisée pour évaluer les caractéristiques 3D et effectuer des analyses quantitatives des changements associés à l’OA 15,16,17. La tomodensitométrie offre plusieurs avantages par rapport aux outils plus largement utilisés, notamment l’histopathologie et les analyses de la démarche. Contrairement à l’évaluation histologique d’une ou de quelques sections de tissus, la TDM scanne l’ensemble de l’articulation et offre une évaluation plus holistique des lésions d’arthrose18. Bien que l’analyse de la marche puisse discerner des changements symptomatiques dans la fonction articulaire au fil du temps, les changements articulaires se développent bien avant les changements fonctionnels associés à l’arthrose. μCT peut fournir une mesure plus sensible du développement de l’arthrose avant le début de la boiterie. Deux mesures quantitatives particulièrement pertinentes comprennent la densité minérale osseuse et l’épaisseur trabéculaire, car les deux augmentent tout au long de la progression de l’arthrose19,20. Il peut être utile de diviser l’analyse en plaque sous-chondrale et en os trabéculaire, car elles ont des caractéristiques différentes, afin d’obtenir des mesures et des comparaisons plus robustes.
L’objectif global de cette méthode est d’aider les chercheurs à réaliser avec succès des injections intra-articulaires sur des cobayes. Le protocole présenté a utilisé des cobayes Dunkin-Hartley mâles intacts âgés de cinq (n = 2), neuf (n = 1) et 12 (n = 2) mois ; Les procédures peuvent être extrapolées à d’autres souches et âges de cobayes nécessitant des injections intra-articulaires au genou. Dans les modèles spontanés d’arthrose, comme le modèle Dunkin-Hartley, la progression de la maladie et la réponse au traitement en série sont souvent surveillées sur de longues périodes, allant de quelques semainesà plusieurs mois. Ce protocole étendu entraîne de multiples injections intra-articulaires, et il est donc important de disposer d’une technique d’injection appropriée pour prévenir les événements indésirables, notamment la douleur, la boiterie ou les infections, qui peuvent tous avoir un impact sur le bien-être des animaux et fausser les résultats de l’étude tout en nécessitant la présence d’animaux supplémentaires à l’étude. Le protocole présenté décrit la méthodologie des injections intra-articulaires chez les cobayes et l’analyse ultérieure des données de μCT.