Un modèle préclinique de la synovite utilisant un tissu synovial humain ex vivo avec fonction et architecture préservées

Karen I. Cyndari; Jacob M. Elkins; Mitchell C. Coleman; KariAn E. Mulford; Rachel M. Johnson; Katherine L. Butler; Corey P. Parlet; Hanna C. Huston; Tyler Draayer; Preethika Naveen; Christine A. Petersen

doi:10.3791/69734

Article de méthode

Un modèle préclinique de la synovite utilisant un tissu synovial humain ex vivo avec fonction et architecture préservées

334 vues

⸱

DOI :

10.3791/69734

⸱

20 mars 2026

Karen I. Cyndari¹^,² , Jacob M. Elkins³ , Mitchell C. Coleman³ , KariAn E. Mulford¹ , Rachel M. Johnson⁴ , Katherine L. Butler¹^,² , Corey P. Parlet⁵^,⁶ , Hanna C. Huston¹^,² , Tyler Draayer¹ , Preethika Naveen⁷ , Christine A. Petersen⁸

¹Department of Emergency Medicine, University of Iowa Health Care, ²Interdisciplinary Graduate Program in Immunology, University of Iowa, ³Department of Orthopedics and Rehabilitation, University of Iowa Health Care, ⁴Carver College of Medicine, University of Iowa, ⁵Office of Research and Development, Iowa City Veterans Affairs Health Care System, ⁶Department of Internal Medicine, University of Iowa Health Care, ⁷Iowa State University, ⁸Department of Veterinary Biosciences, Ohio State University

Dans cet article

Résumé

Nous avons développé un système transwell ex vivo humain capable d’évaluer les modifications inflammatoires aiguës, infectieuses et structurelles du synovium.

Résumé

L’arthrite est un état inflammatoire au sein des articulations entraînant des lésions du cartilage, de la douleur et une perte de mobilité. Les avancées récentes en recherche sur l’arthrite démontrent spécifiquement que la capsule articulaire (par exemple, la synovium) est une source importante de cette inflammation, mais il n’existe aucun modèle humain reproduisant l’architecture synoviale essentielle. Pour y remédier, le Joint Space Analysis System, ou JSAS, a été créé. Un synovium antérieur a été obtenu en perpétuation chirurgicale chez des patients subissant une arthroplastie totale du genou (ATG). Le synovium a été disséqué et sectionné en cœurs de biopsie de 3 mm. Les carottes étaient placées dans le puits supérieur d’un puits de 5 μm ou 0,4 μm avec 300 μl de DMEM et 10 % de FBS. Dans le puits du fond, 600 μL de média ont été ajoutés, et échangés tous les 2 à 3 jours. La viabilité a été évaluée jusqu’à 7 jours dans les conditions d’incubation hyperoxyque (50 %), atmosphériques/standard (~21 %) et physiologiques (5 %). Les stimuli dans le puits du fond comprenaient la protéine chimioattractive monocytaire 1 (MCP-1/CCL2), le lipopolysaccharide (LPS), la N-acétylcystéine, S. aureus et B. burgdorferi. Un milieu était stocké pour l’ELISA, et le tissu était stocké pour l’analyse de la paraffine fixe au formol (FFPE). Dans des conditions normales, la synovium est restée pleinement viable pendant 3 jours. Le stimulus a modifié la structure et la fonction des cellules synoviales intimes et sous-couchantes, incluant la perte de la bordure macrophage résidente, l’expansion de la sous-membrane, la régulation à la hausse des fibroblastes pathogènes, ainsi que la production des cytokines IL-1β et TNFα. Les cellules immunitaires et les fibroblastes ont migré vers la chambre inférieure (pores de 5 μm) par analyse de cytométrie en flux. Les B. burgdorferi mobiles ont migré dans les tissus à la taille des pores de 0,4 μm tandis que S. aureus non mobile ne l’a pas fait. Les cytokines pertinentes ont été exprimées en quantité suffisante pour ELISA. JSAS est un système modulaire capable d’étudier les altations aiguës du synovium humain, permettant la complexité des structures 3D dans un modèle préclinique tout en maintenant une structure et une fonction biologiquement pertinentes.

Introduction

L’arthrite touche plus de 20 % de tous les adultes américains et 50 % des personnes de plus de 65 ans atteintes de maladies^{chroniques 1}. C’est aussi une cause majeure de handicap dans le^{monde 2}. L’arthrite inclut non seulement des lésions cartilagineuses, mais aussi l’inflammation de la capsule articulaire ou du synovium (par exemple, la synovite). La synobine chronique est probablement une source majeure de cytokines pro-inflammatoires qui potentialisent les dommages osseux et cartilagineux dans l’arthrose et la polyarthrite^rhumatoïde ^3,4