ערעור היציבות של המניסקוס המדיאלי ושריטה הסחוס מודל מורין של דלקת מפרקים ניוונית מואצת
6 ביולי 2022
הפרוטוקול הנוכחי מתאר את שריטות המיקרובלייד המבוקרות על פני השטח של הסחוס המפרקי לאחר ערעור היציבות של ברך העכבר על ידי חיתוך הרצועה המיניסקוטיבית המדיאלית. מודל חייתי זה מציג צורה מואצת של דלקת מפרקים ניוונית (OA) המתאימה לחקר היווצרות אוסטאופיטים, אוסטאוסקלרוזיס וכאבים בשלב מוקדם.
שיטה זו מדגימה היבטים רבים של דלקת מפרקים ניוונית פוסט-טראומטית אנושית, ומאפשרת לנו דרך לחקור את המחלה ואת ההשפעה של טיפולים אפשריים בפרק זמן קצר יותר. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שבטווח הקצר, שבועיים בלבד לאחר ההתערבות, העכברים הציגו היווצרות אוסטאופיטים עקבית ומדידה, כמו גם שינויים בעומס ברגל הפגועה המעידים על כאב. אנו ממליצים להשתמש במודל זה של המחקר של היווצרות אוסטאופיטים ואוסיפיקציה אנדוכונדרלית, כמו גם כאב מונע פציעה.
הזיהוי והחיתוך של הרצועה המניסקוטיביאלית המדיאלית יכול להיות מאתגר, ולכן אנו ממליצים לתרגל זאת על קדקודים עד לביטחון. מי שתעזור להדגים את ההליך תהיה לינט דאנינג, עוזרת מחקר במרכז למדעי השלד והשרירים. כדי להתחיל, לייעד חדר סטרילי לביצוע הניתוח, להבטיח כי כל המשטחים הם סטריליים.
סדרו והניחו מכשירים סטריליים על וילונות סטריליים. לאחר מכן, שקול את העכבר. גזרו את פרוות העכבר המרדים מעל הברך, הצד הקדמי והצד הצדדי מאמצע השוק ועד אמצע הירך, עם קוצצי שיער קטנים.
יש לחטא את העור על ידי מריחת תכשיר ניקוי אנטיבקטריאלי על עור מגולח וחשוף. עבור משכך כאבים, לנהל 0.05 מיליגרם לק"ג של buprenorphine תת עורית. הניחו את העכבר על הצד הגבי, השאירו את הברך שעליה יש לנתח כלפי מעלה, והניחו את אפו של העכבר בזרבובית המחוברת למתקן ההרדמה.
כסו את העכבר בווילון סטרילי עם פתח חור מנעול קטן. מקמו את הרגל שעליה יש לנתח כאשר הברך קבועה בזווית של פחות מ-90 מעלות, כאשר הרצועה הפטלרית פונה כלפי מעלה וכף הרגל משותקת באמצעות סרט ניתוח. התאימו את המיקרוסקופ כך שיתמקד ברצועת הפטלר.
צובטים את עור הברך בצד הצדדי עם מלקחיים משוננים. בצעו חתך קטן במקביל לגיד הפטאלי הדיסטלי באמצעות מספריים כירורגיים. מציגים את המספריים ומרחיבים את החתך לכ-10 מילימטרים.
הזז את העור לצד המדיאלי, חושף את הרצועה הפטלרית ואת הרמה הטיביאלית הפרוקסימלית. באמצעות להב מספר 11, לבצע חתך מלמעלה למטה לאורך הצד המדיאלי של הרצועה הפטלרית. כאשר מגיעים לתחתית הרצועה הפטלרית, סובבו את הלהב ב-90 מעלות והרחיבו את החתך מהרצועה הפטלרית לכיוון הצד המדיאלי, כדי לקבל גישה לקפסולה המפרקית.
צבוט את הרצועה הפטלרית עם מלקחיים קהים ומסובב את פרק כף היד כדי להזיז את הרצועה הפטלרית לצד הצדדי, מספיק כדי לחשוף את ה- IFP. בעודכם עדיין אוחזים קלות ברצועת הפטלאר, צבטו את ה-IFP בפינצטה זעירה כדי להרים אותה ולהזיז אותה מעט כלפי מעלה. אם יש דימום, הפעל לחץ עם צמר גפן.
זהה את ה- MMTL של המניסקוס המדיאלי, המעגן את קרן הגולגולת של המניסקוס המדיאלי לרמה הטיביאלית הקדמית. יש לנתק בזהירות את ה-MMTL באמצעות מספריים קפיציים קטנים בעלי להב דו-מילימטרי, ולהשאיר את המניסקוס המדיאלי ורצועות אחרות ללא פגע. בעזרת סכין מיקרו-כירורגית של שלושה מילימטרים, מסמנים שלוש כניסות במרווחים שווים על הסחוס המפרקי הטיביאלי בכיוון מהחלק האחורי לחלק הקדמי.
סגרו את העור עם שניים או שלושה קליפסים קטנים של שבעה מילימטרים לסגירת פצעים. הסר מהדקי מתכת בין חמישה לשבעה ימים לאחר הניתוח. לאחר מכן, הערך כאב או הליכה בכל שלב במהלך המחקר.
כימות רקמה שעברה סידן על ידי ניתוח סריקות Micro-CT של מפרקי הברך. כדי לנתח טרשת עצם תת-כונדרלית, בחר VOI במרכז העומס הטיביאלי המדיאלי. לאחר מכן, קבע את צפיפות העצם התת-כונדרלית ואת ארכיטקטורת המיקרו על ידי בחירת אזור עניין התוחם את המבנה הטרבקולרי עם האפיפיזה הטיביאלית, הלוח התת-כונדרלי, או העצם התת-כונדרלית הכוללת בתצוגה הקורונלית הדו-ממדית של הערימה, באמצעות תוכנת מנתח CT.
זהה אוסטאופיטים בערימות התמונות התלת-ממדיות המשוחזרות באמצעות תוכנת CTVol. הערך את נזקי הסחוס ואת הסינוביטיס על פי ציון נזקי הסחוס OARSI 19 וסינוביטיס ציון 20, במקטעים מוטמעים בפרפין, חמישה מיקרומטרים. לא היו שינויים משמעותיים בעומס הרגליים האחוריות בדגם DMM תוך שמונה שבועות לאחר האינדוקציה, בעוד שעכברי DCS העדיפו את הרגל הקונטרלטרלית, או הבקרה, באופן משמעותי, שבועיים לאחר ההתערבות.
היחס בין הרגל הקונטרלטרלית לרגל האיפסילטרלית הצביע על כך שלשני הדגמים הייתה צפיפות עצם מוגברת באזור העמסת העצם התת-כונדרלית של הגפה הפגועה, ארבעה שבועות לאחר האינדוקציה. הופעת האוסטאופיטים בלטה יותר בעכברי DCS, עם עלייה משמעותית במספר ובנפח בהשוואה למודל DMM שבועיים לאחר ההתערבות. DCS מציג נזק סחוס מוגבר בתאי הטיביאליות והירך המדיאליים, וסינוביטיס ארבעה שבועות לאחר האינדוקציה.
הנזק צריך להיות מוגבל למבנים שאנו רוצים להשפיע עליהם במכוון, ולכן יש צורך בזהירות מיוחדת כדי לשמור על כל המבנים האחרים שלמים ולמזער את החשיפה של הסחוס. השינוי כך שיכלול שריטות סחוס מכוונות מאפשר לנו לחקור דלקת מפרקים ניוונית תוך התמקדות באוסטיאופיטוגנזה, דלקת מפרקים ניוונית מוקדמת או כאבי פציעה, והשפעת פגיעה בסחוס על המפרק כולו.
סקירה כללית
פרוטוקול זה מפרט שיטה להשראת אוסטאוארתריטיס בעכברים באמצעות שריטות מבוקרות של להב מיקרוסקופי בסחוס המפרקי. המודל מאפשר לחקור היווצרות של אוסטאופיטים, אוסטאוסקלרוזיס וכאב בפרק זמן קצר יותר.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום מדעי
- מדעי המוח
- מחקר דלקת מפרקים שחיקתית (Osteoarthritis)
- מודלים של בעלי חיים
רקע
- המחקר מתמקד בדלקת מפרקים נפוצית פוסט-טראומטית.
- הוא עושה שימוש במודל עכברים כדי לדמות את התקדמות המחלה בבני אדם.
- ניתן לבצע הערכה לטווח קצר של היווצרות אוסטאופיטים.
- במסגרת המחקר ניתנים מענים לאתגרים בטכניקות כירורגיות.
מטרת המחקר
- לחקר היווצרות אוסטאופיטים (osteophytes) והגססה אנדוכונדרלית (endochondral ossification).
- להערכת כאב המונע מפציעה בסביבה מבוקרת.
- להערכת השפעותיה של פגיעה בסחוס על בריאות המפרק.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- שריטות מיקרו-להב (Microblade) בסומסול המפרקי.
- התערבות כירורגית ברצועה המניסקוס-טיביאלית המדיאלית.
- הערכת כאב ושינויים בהליכה לאחר הניתוח.
- סריקות Micro-CT לכימות רקמה מסוידת וצפיפות עצם.
תוצאות עיקריות
- היווצרו אוסטיפיטים (osteophytes) באופן עקבי שבועיים לאחר ההתערבות.
- נצפתה עלייה בצפיפות העצם בגפה המושפעת.
- תועדו נזק סחוס משמעותי וסינוביטיס.
- הופעת האוסטיפיטים הייתה בולטת יותר במודלים ספציפיים.
מסקנות
- המודל מדמה ביעילות אוסטאוארתריטיס בשלב מוקדם.
- הוא מספק תובנות לגבי המכניזמים של osteophytogenesis.
- טכניקות כירורגיות קפדניות הן קריטיות לשמירה על שלמות המפרק.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
המודל העכברי של דסטביליזציה ושריטת סחוס (DCS) מאפשר חקירה מהירה וניתנת לשחזור של היווצרות אוסטאופיטים, שינויים בעצם הסובכונדרלית ומנגנוני כאב הרלוונטיים לדלקת מפרקים פוסט-טראומטית. מודל זה מאיץ את תיקוף המטרות בשלבים מוקדמים והסרת סיכונים מנגנוניים במחקר של דלקת מפרקים, ובכך תומך בהחלטות לגבי תיקי התערבויות למשנה מהלך המחלה. התפליטים הכמותיים שלו וחלון הזמן הקצר מאפשרים הערכה פרה-קלינית יעילה של תרופות מועמדות המכוונות לניוון מפרקים ולכאב.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- מאפשר בחינה של נתיבי היווצרות אוסטאופיטים והסתיידות אנדוכונדרלית in vivo.
- תומך בתיקוף פונקציונלי של מטרות המעורבות בכאב הנגרם מפגיעה ובדגנרציה של המפרק.
- מספק פלטפורמה להפחתת סיכונים מכניסטיים של טיפולים במחלת הדלקת מפרקים (osteoarthritis) המשנים את מהלך המחלה.
- מסייע בביסוס ביטחון ניבוי באסטרטגיות התערבות בשלבים מוקדמים.
סריקה ופיתוח בדיקות
- מספק מודל בעלי חיים מובחן וניתן לשחזור להערכה כמותית של שינויים בשחיקת סחוס (Osteoarthritis).
- מסטנדרט את מדידת התנהגויות הקשורות לכאב ופתולוגיה של עצם וסחוס לצורך סריקת תרכובות.
- מאפשר הערכה ניתנת להרחבה של מועמדים טיפוליים עם תוצאות מהירות.
- תומך בפיתוח בדיקות עבור נקודות קצה של אוסטאופיטים ועצם סוב-כונדרלית.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- מתיישב עם נקודות קצה רלוונטיות למחלה, כגון היווצרות אוסטאופיטים ופנוטיפים של כאב.
- מספק רצף מגילוי מכניסטי ועד לתיקוף פרה-קליני של מטרות לניוון מפרקים.
- מאפשר קידום מועמדים מותאם סיכונים על בסיס ביומרקרים תרגומיים מוקדמים.
- תומך בקבלת החלטות לגבי מעבר למודלים פרה-קליניים מתקדמים יותר.
שילוב תהליכי עבודה וצנרת עיבוד
מודל זה משתלב ברצף שבין הגילוי המוקדם לתיקוף הפרה-קליני, ומגשר בין מחקרים מכניסטיים למחקר תרגומי בדלקת מפרקים שחיקתית (osteoarthritis).
- ביולוגיה של גילוי: מאפשרת בדיקת השערות לגבי מנגנוני היווצרות אוסטאופיטים וכאב במערכת in vivo מבוקרת.
- סריקה: מספקת תוצאות כמותיות הניתנות לשחזור להערכת השפעות של התערבויות על פתולוגיה של המפרק.
- אנליטיקה: מאפשרת מדידה של צפיפות העצם, נפח האוסטאופיטים והתנהגויות הקשורות לכאב לצורך ניתוח השוואתי.
- מחקר תרגומי: מקשר בין ממצאים מכניסטיים מוקדמים לפנוטיפים רלוונטיים למחלה הנצפים באוסטאוארתריטיס קלינית.
- שימוש חוזר ארגוני: מציעה פלטפורמה סטנדרטית וניתנת לשימוש חוזר למחקרי אוסטאוארתריטיס חוצי-תוכניות ולמיון תרכובות.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החזוי ומפחית עמימות מנגנונית בתיקוף מטרות לטיפול באוסטאוארתריטיס.
- ערך תפעולי: משפר את הסטנדרטיזציה, השחזוריות והיכולת להרחבה (scalability) של מחקרי אוסטאוארתריטיס פרה-קליניים.
- ערך אסטרטגי: משפר את קבלת ההחלטות לגבי המשך או הפסקת פיתוח (go/no-go) ואת יעילות ההון על ידי מתן אפשרות להערכה כמותית מהירה של התערבויות מועמדות.
- השפעה על הפורטפוליו: תומך בתעדוף מותאם-סיכון ובקידום של תוכניות טיפוליות לאוסטאוארתריטיס.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות כירורגית במניפולציה של מפרקים בעכברים ובחתירה של רצועות.
- נדרשת גישה לתשתיות של דימות micro-CT ואנליזה היסטולוגית.
- דורש סטנדרטיזציה קפדנית של הפרוצדורות הכירורגיות והאנליטיות בין הצוותים.
- התאמה למודלים של בעלי חיים אחרים עשויה לדרוש אופטימיזציה של הפרוטוקול.
- טכניקה זהירה חיונית כדי להגביל נזק לרקמות שאינןו יעד ולשמור על נאמנות המודל.
שאלות נפוצות בתחום הביופארמה
Chapters in this video
0:05
Introduction
1:08
Pre-Operative Care
2:21
Destabilization of the Medial Meniscus Procedure Followed by Cartilage Scratch
4:16
Post-Operative Care and Evaluation of Osteoarthritic Disease
5:29
Results: Destabilization of the Medial Meniscus and Cartilage Scratch Model to Study Post-Traumatic Osteoarthritis
6:24
Conclusion
