פיתוח מודל פגיעה בשרוול מסובב דמוי ארנב כרוני לחקר פיברוזיס וניוון שומן שרירי
31 במרץ 2023
מחקר זה מפרט נהלים לביסוס פגיעה כרונית בשרוול מסובב ארנב (RC). באופן ספציפי, הפציעה נוצרת ביחידה תת-סקפולארית (SSC) של גיד-שריר/מיוטנדי כדי לחקות אנטומיה ופתופיזיולוגיה של RC אנושי, כולל ניוון שומן שרירי חמור (FD). פרוטוקול זה יכול להיות מיושם כדי לחקור פציעות RC ולהעריך טיפולים רגנרטיביים.
פרוטוקול זה מדגים טכניקה כירורגית מורכבת לגרימת פציעה כרונית דמוית שרוול מסובב בארנבים, והוא שימושי בחקר פתוגנזה של השרוול המסובב ופיתוח טיפולים רגנרטיביים. ארנבים הם מודלים בינוניים עד גדולים של בעלי חיים שקל לאכלס מבחינה לוגיסטית, לתפעל אותם בניתוח ולהראות רמות גבוהות של ניוון שומן בשרוול המסובב כאשר הם נפצעים, בדומה לבני אדם. מודל הפציעה subscapularis המוצג כאן מקביל אנטומית לקומפלקס שרירי גיד העצם supraspinatus, אחת מיחידות השרוול המסובב הפצועות בתדירות הגבוהה ביותר.
כדי להתחיל, להכין את חלון הניתוח על ידי גילוח אתר החתך המיועד של ארנב מורדם. בעזרת צמר גפן, נקו את האזור עם שלושה מריחה לסירוגין של בטאדין ו-70% אלכוהול בתנועות סיבוביות. לנהל 20 מיליגרם לק"ג של cephalexin תוך שרירית כמו סוכן אנטי זיהומי מניעתי.
בצע חתך עור של שלושה עד ארבעה סנטימטרים נחות מעצם הבריח, פצל את המרווח הדלטופקטורלי באמצעות מספריים, ונסוג כדי לקבל גישה לכתף. כדי לאתר את יחידת גיד השריר subscapularis, תחילה לזהות את שריר coracobrachialis. לאחר מכן זהו את הגיד subscapularis והכניסו מהדק זווית ישרה כדי לחשוף את הגיד כולו בהחדרתו על הטוברוזיות הפחותות של עצם הזרוע.
בודד את גיד השריר subscapularis. לאחר מתן משכך כאבים לפני הניתוח באופן מקומי בסמוך לאתר הטרנסקציה, יש לעטוף את יחידת גיד השריר subscapularis בצינורות פנרוז מבוססי סיליקון כדי למנוע חיבור לא רצוי לרקמות הסובבות ולסייע בשאיבת רקמות לאחר מכן. כדי לגרום לפציעה, יש ליצור טרנססקציה בעובי מלא בצומת גיד השריר באמצעות אזמל כירורגי מספר 11.
במידת הצורך, להפסיק את הדימום על ידי הפעלת לחץ עם חתיכת גזה ולהשתמש מלוחים כדי להשקות את הפצע לפי הצורך. כדי לסגור את הפצע, השתמש בתפר חומצה פוליגליקולית 4-0 כדי לקרב מחדש את רקמת שריר הדלטואיד ובתפר ניילון או משי 4-0 כדי לסגור את פצע העור, ולאחר מכן ניקוי הפצע. לנהל 0.03 מיליגרם לקילוגרם של buprenorphine תת עורית כמו משכך כאבים פעם אחת מיד לאחר הניתוח, ופעמיים ביום במשך 48 השעות הבאות.
הניתוח ההיסטולוגי של מודל הפציעה של השרוול המסובב דמוי השרוול המסובב הכרוני לאחר ארבעה שבועות מוצג באיור זה. צביעת H&E אישרה את אובדן התא והארגון של השריר, אשר הוחלף במספר רב של אדיפוציטים בשרירי subscapularis הפגועים ביחס לקבוצת הביקורת. כימות אחוז הצטברות השומן בשריר הפגוע מוצג באיור זה.
צביעת הטריכרום של מאסון אישרה גם ניוון שרירים וסידור לא מאורגן של סיבי קולגן בשרירי תת-סקפולריס הפגועים ביחס לקבוצת הביקורת. כימות שיעור השריר והרקמה הפיברוטית מוצגים באיור זה. ההערכה הראתה ירידה בתאי השריר עבור שרירים תת-סקפולאריים פגועים ביחס לקבוצת הביקורת.
רמה גבוהה של פיברוזיס נצפתה גם בשרירים subscapularis פגועים. זיהוי גיד subscapularis ועטיפת יחידת גיד שריר subscapularis בצינורות penrose הם השלבים החשובים ביותר של הליך זה. בעקבות הליך זה, ניתן ליישם התערבות טיפולית.
במקרה זה, הניתוחים המתוארים כאן, יחד עם מיוגרפיה נוספת או ניתוח הליכה, עשויים לשמש להערכת תוצאות ההתערבות. טכניקה זו חיונית לסיוע לחוקרים בחקר הפתופיזיולוגיה של השרוול המסובב, כמו גם להקלה על פיתוח טיפולים חדשניים לתיקון והתחדשות גידי שריר.
סקירה כללית
מחקר זה מציג טכניקה כירורגית מורכבת להשראת פגיעה כרונית-דמויתה בגיד השרוול המסובב בארנבים, המספקת מודל רלוונטי לחקר הפתוגנזה של פגיעות בשרוול המסובב ולפיתוח טיפולים רגנרטיביים. היחידה של שריר-גיד ה-subscapularis היא היעד, כדי לשכפל פגיעות אנושיות בשרוול המסובב, הכוללות דגנרציה שומנית בולטת של השריר.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום המחקר
- מידול פגיעות בגיד השריר המסיבב (Rotator cuff)
- מנגנוני ניוון ושיקום של שרירים
- טכניקות כירורגיות וטרינריות
רקע
- ארנבונים משמשים כמודל של בעל חיים בינוני עד גדול עם דמיון אנטומי לשרוול המסובב של בני אדם.
- המחקר מתמקד בשחזור של ניוון שומני חמור של השרירים הנראה בפציעות אצל בני אדם.
- פציעות בשריר ה-Subscapularis הן דומות לאלו של גיד ה-supraspinatus, שנפגע בתדירות גבוהה.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- השראה כירורגית של פגיעה בגיד השרוול המסובב באמצעות חיתוך בעובי מלא
- שימוש בארנב כמודל ביולוגי
- ניתוח היסטולוגי וכמות השומן המצטבר והפיברוזיס
תוצאים עיקריים
- אישור של אובדן תאיות השריר שהוחלפו באדיפוקיטים בקבוצה הפגועה.
- צביעה היסטולוגית חשפה אטרופיה של השריר ומסדרי קולגן לא תקינים.
- הערכות כמותיות הדגימו הבדלים משמעותיים בין הקבוצה הפגועה לקבוצת הביקורת.
מסקנות
- הפרוצדורה מבססת מודל חיוני למחקרים עתידיים בפתופיזיולוגיה של השרוול המסביב (rotator cuff).
- הממצאים בעלי חשיבות משמעותית לפיתוח אסטרטגיות טיפוליות חדשניות לתיקון ולה 재생ראציה של גיד השריר.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
הקמה של מודל פגיעה כרונית-דמוית בגיד השכמה בארנב מאפשרת מחקר תרגומי של פיברוזיס שרירי וניוון שומני, המהווים חסמים מרכזיים ברפואה רגנרטיבית של מערכת השלד והשרירים. מודל זה מספק פלטפורמה מבוקרת לבחינת מנגנוני מחלה ולהערכת התערבויות טיפוליות הרלוונטיות לפתולוגיה של גיד השכמה בבני אדם. הנאמנות האנטומית והפתופיזיולוגית שלו תומכת בביטחון ניבוי באישור יעדים בשלבים מוקדמים ובמחקר פרה-קליני.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- מאפשר הפחתת סיכונים מכניסטית של מסלולי פיברוזיס וניוון שומני במחלה של מערכת השרירים והשלד.
- תומך בתיקוף פונקציונלי של מטרות על ידי שחזור ניוון שריר-גיד רלוונטי קלינית.
- מקל על בחינה מונחית-היפותזה של אסטרטגיות רגנרטיביות ואנטי-פיברוטיות.
סריקה ופיתוח בדיקה
- מספק מערכת in vivo מתוקף לקבלת מדדים היסטולוגיים ותפקודיים כמותיים.
- מאפשר הערכה הדירה של יעילות ההתערבות באמצעות פרוטוקולי פגיעה ואנליזה סטנדרטיים.
- תומך בפיתוח בדיקות לכימות ניוון שרירים, הצטברות שומן ופיברוזיס.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- תואם למדדי קצה רלוונטיים למחלה שנצפו בפתולוגיה של השכמה (rotator cuff) בבני אדם.
- מאפשר רצף משלב הגילוי ועד לאישור פרה-קליני של מועמדים לטיפול רגנרטיבי.
- תומך בקידום מותאם-סיכונים של טיפולים המיועדים לתיקון של שריר-גיד.
שילוב תהליכי עבודה וקווי עיבוד
מודל ארנב זה משתלב ברצף שלב הגילוי ועד לשלב הפרה-קליני עבור תוכניות לרפואה רגנרטיבית ומערכת השלד והשרירים.
- ביולוגיה של גילוי: מאפשרת בדיקת היפותזות על מנגנוני פיברוזיס וניוון שומני בהקשר מבוקר in vivo.
- סריקה: מספקת פגיעה סטנדרטית וניתנת לשחזור וכמותיות היסטולוגית לצורך הערכת התערבויות.
- אנליטיקה: מאפשרת מדידה כמותית של תכולת שומן בשריר ופיברוזיס לצורך ניתוח השוואתי.
- מחקר תרגומי: מגשרת בין ממצאי גילוי מוקדמים לתיקוף פרה-קליני במערכת הרלוונטית למחלה.
- שימוש חוזר ארגוני: משמשת כפלטפורמה הניתנת לשימוש חוזר להערכה איטרטיבית של מודליות טיפוליות מגוונות.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החזוי בתיקוף מטרות ובצמצום סיכונים מכניסטיים עבור פתולוגיה של שריר-גיד.
- ערך תפעולי: סטנדרטיזציה של מידול in vivo ואנליזה היסטולוגית לצורך הדירות ויכולת הרחבה.
- ערך אסטרטגי: מספק מידע לקבלת החלטות go/no-go עבור מועמדים לטיפולים רגנרטיביים ואנטי-פיברוטיים, ובכך מפחית סיכון ביולוגי בשלבים מאוחרים.
- השפעה על הפורטפוליו: מאפשר תעדוף מותאם סיכון של תוכניות טיפוליות המכוונות לניוון כרוני של שריר-גיד.
שיקולי יישום
- נדרשת מומחיות כירורגית במודלים של בעלי חיים ופרוטוקולים של טיפול לאחר ניתוח.
- נדרשת גישה לתשתית של צביעה היסטולוגית וניתוח תמונות כמותי.
- נדרש סטנדרטיזציה בין צוותים של השראת הפגיעה ומדידת התוצאות.
- התאמה למינים אחרים או לאתרי פגיעה שונים עשויה לדרוש אופטימיזציה של הפרוטוקול.
- מגבלות המודל כוללות תגובות תלויות-מין והצורך בתיקוף לרוחב (longitudinal).
