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Articolo metodologico

Valutazione istomormetrica standardizzata dell'osteoartrite in un modello di topo chirurgico

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DOI:

10.3791/60991

6 maggio 2020

In questo articolo

Sommario

L'attuale protocollo stabilisce un metodo rigoroso e riproducibile per la quantificazione dei cambiamenti articolari morfologici che accompagnano l'osteoartrite. L'applicazione di questo protocollo può essere utile per monitorare la progressione della malattia e valutare gli interventi terapeutici nell'osteoartrite.

Abstract

Uno dei disturbi articolari più diffusi negli Stati Uniti, l'osteoartrite (OA) è caratterizzata da una progressiva degenerazione della cartilagine articolare, principalmente nelle articolazioni dell'anca e del ginocchio, che si traduce in impatti significativi sulla mobilità del paziente e sulla qualità della vita. Ad oggi, non esistono terapie curative esistenti per l'OA in grado di rallentare o inibire la degenerazione della cartilagine. Attualmente, c'è una vasta serie di ricerche in corso per comprendere la patologia OA e scoprire nuovi approcci terapeutici o agenti che possono rallentare in modo efficiente, fermare o addirittura invertire OA. Pertanto, è fondamentale avere un approccio quantitativo e riproducibile per valutare con precisione i cambiamenti patologici associati all'OA nella cartilagine articolare, nel sinovio e nell'osso subcondrale. Attualmente, la gravità e la progressione dell'OA sono valutate principalmente utilizzando l'Osteoarthritis Research Society International (OARSI) o i sistemi di punteggio Mankin. Nonostante l'importanza di questi sistemi di punteggio, sono semiquantitativi e possono essere influenzati dalla soggettività dell'utente. Ancora più importante, non riescono a valutare con precisione sottili, ma importanti, cambiamenti nella cartilagine durante gli stati della malattia precoce o le fasi di trattamento precoce. Il protocollo qui descritto utilizza un sistema software istomorfometrico computerizzato e semiautomatizzato per stabilire una metodologia quantitativa standardizzata, rigorosa e riproducibile per la valutazione dei cambiamenti congiunti nell'OA. Questo protocollo presenta una potente aggiunta ai sistemi esistenti e consente un rilevamento più efficiente dei cambiamenti patologici nel giunto.

Introduzione

Uno dei disturbi articolari più diffusi negli Stati Uniti, OA è caratterizzato da una progressiva degenerazione della cartilagine articolare, principalmente nelle articolazioni dell'anca e del ginocchio, che si traduce in impatti significativi sulla mobilità del paziente e sulla qualità della vita1,2,3. La cartilagine articolare è il tessuto connettivo specializzato delle articolazioni diartrodiali progettato per ridurre al minimo l'attrito, facilitare il movimento e sopportare la compressione articolare4. La cartilagine articolare è composta da due co....

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Protocollo

I topi C57BL/6 di 12 settimane sono stati acquistati da Jax Labs. Tutti i topi erano alloggiati in gruppi di 3-5 topi per gabbia micro-isolatore in una stanza con un programma di 12 h luce /scuro. Tutte le procedure sugli animali sono state eseguite secondo la Guida del National Institute of Health (NIH) per la cura e l'uso degli animali da laboratorio e approvate dall'Animal Care and Use Committee della Pennsylvania State University.

1. Modello chirurgico di osteoartrite post-traumatica (PTOA)

  1. Anestesizzare i topi utilizzando una combinazione di ketamina (100 mg/kg)/xylazina (10 mg/kg) tramite iniezione intraperitoneale,....

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Risultati

L'OA indotta da DMM si traduce in degenerazione della cartilagine articolare e perdita di condrociti
L'OA indotto da DMM ha determinato un aumento del punteggio OARSI rispetto ai topi farsi, caratterizzati distintamente dall'erosione superficiale e dalla perdita della cartilagine (Figura 1A,D). Il protocollo histomorphometry qui descritto ha rilevato diverse modifiche associate all'OA, tra cui una diminuzione dell'area totale della cartilagine e nell'area.......

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Discussione

Recenti ricerche sull'osteoartrite hanno migliorato la nostra comprensione del crosstalk tra i diversi tessuti all'interno dell'articolazione e il ruolo di ogni tessuto nell'inizio o nella progressione della malattia8,9,10,3535,36. Di conseguenza, è diventato evidente che la valutazione dell'OA non dovrebbe limitarsi all'analisi della cartilagine, ma dovrebbe .......

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Ringraziamenti

Vorremmo riconoscere l'assistenza del personale del Dipartimento di Medicina Comparata e del nucleo molecolare e istopatologia del Penn State Milton S. Hershey Medical Center. Fonti di finanziamento: NIH NIAMS 1RO1AR071968-01A1 (F.K.), ANRF Arthritis Research Grant (F.K.).

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
10% Formalina Fosfato TamponataFisher ChemicalSF100-20Per la fissazione del campione dopo la raccolta
Acido acetico, glaciale (Certificato A.C.S.)Fisher ChemicalA38S-212Per la decalcificazione Preparazione del tampone e preparazione della soluzione di acido acetico per la colorazione
Cintiq 27QHD Creative Pen DisplayWacomhttps://www.wacom.com/en-es/products/pen-displays/cintiq-27-qhd-touchPer analisi istomorfometrica e imaging
Cintiq Ergo standWacomhttps://www.wacom.com/en-es/products/pen-displays/cintiq-27-qhd-touchPer analisi istomorfometriche e imaging
Acido etilendiamminotetraacetico, sale tetrasodico diidrato, 99%Acros Organics AC446080010Per la decalcificazione Preparazione del tampone
Colorazione verde rapidaSIGMA Life SciencesF7258Per la colorazione dei campioni
Fisherbrand Superfrost Plus Vetrini per microscopioFisher12-550-15Per la raccolta
di sezioni di campioniHistoPrep XileneFisherbrandHC-700-1GALPer la deparrafinizzazione e la colorazione dei campioni
Cassette tissutali Histosette II - Coperchio e base combinatiFisher15-182-701APer l'elaborazione e l'inclusione dei campioni
Workstation HP Z440 HPCodice prodotto: Y5C77US#ABA Per l'analisiistomorfometrica e l'imaging
Microtomo rotativo manualeLeicaRM 2235Per sezionamento dei campioni
Penne di marcaturaLeica3801880Per l'etichettatura dei campioni, cassette e vetrini
OLYMPUS BX53 MicroscopioOLYMPUShttps://www.olympus-lifescience.com/en/microscopes/upright/bx53f2/Per analisi istomorfometriche e imaging
OLYMPUS DP 73 Fotocamera per microscopioOLYMPUShttps://www.olympus-lifescience.com/en/camera/color/dp73/Per analisi istomorfometriche e imaging (fuori produzione)
Misuratore di pH ORION STAR A211Thermo ScientificSTARA2110Per la decalcificazione Preparazione del tampone
SoftwareOsteoMeasure OsteoMetricsPer la misurazione e l'analisi istomorfometrica
Perfusione Due Sistema automatizzato di perfusione a pressioneLeicaModello # 39471005Per mouse prelievo di ginocchio
PRISM 7 SoftwareGraphPadAccesso istituzionale AccountAnalisi statistica
Colorazione Safranin-OSIGMA Life SciencesS8884Per la colorazione del campione
ThinkBoneStage - Tavolino per microscopio rotanteThink Bone Consulting Inc. - OsteoMetrics (fornitore)http://thinkboneconsulting.com/index_files/Slideholder.phpPer analisi istomorfometrica e imaging
Wacom Pro Pen StylusWacomhttps://www.wacom.com/en-es/products/pen-displays/cintiq-27-qhd-touchPer analisi istomorfometriche e imaging
Weigerts Ferro Ematossilina AFisher5029713Per colorazione con ematossilina
Weigerts Ferro Ematossilina BFisher5029714Per colorazione con ematossilina
https://www.osteometrics.com/index.htm

Riferimenti

  1. Ma, V. Y., Chan, L., Carruthers, K. J. Incidence, prevalence, costs, and impact on disability of common conditions requiring rehabilitation in the United States: stroke, spinal cord injury, traumatic brain injury, multiple sclerosis, osteoarthritis, rheumatoi....

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Ristampe e permessi

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Modello murino di osteoartriteAnalisi istomorfometricaMisurazione dell area della cartilagineValutazione dell osso subcondraleQuantificazione dell area degli osteofitiValutazione dello spessore sinovialeConteggio del numero di condrocitiCalcolo dell indice di fibrillazioneOA indotta da DMMValutazione quantitativa dell articolazione