Il legamento crociato anteriore (LCA) è una struttura critica nell'articolazione del ginocchio, che fornisce stabilità e impedisce un eccessivo movimento in avanti della tibia rispetto al femore1. Le lesioni del LCA sono tra le lesioni del ginocchio più comuni, in particolare negli sport che comportano arresti improvvisi, salti o cambi di direzione2. Queste lesioni possono variare da lacerazioni parziali a rotture complete e spesso richiedono un intervento chirurgico per un recupero ottimale3. Tuttavia, anche dopo il trattamento chirurgico, le lesioni del LCA spesso portano a cambiamenti articolari a lungo termine, tra cui usura condrale, formazione di osteofiti e alterazioni strutturali dell'osso subcondrale. Questi cambiamenti contribuiscono collettivamente alla degenerazione articolare, comunemente indicata come osteoartrite post-traumatica (PTOA)4,5.
Mentre la progressione dalla lesione iniziale del LCA al PTOA sintomatico può estendersi da un minimo di 2 anni a un massimo di 20 anni dopo la lesione, i primi cambiamenti articolari possono essere rilevati entro poche settimane 6,7,8,9. Una caratteristica chiave di questi cambiamenti precoci è l'elevata presenza di citochine infiammatorie (ad esempio, interleuchina (IL)-1, IL-6, fattore di necrosi tumorale (TNF)) e marcatori di rottura della matrice extracellulare (ad esempio, metalloproteinasi (MMP) e CTX-II). Le valutazioni del liquido sinoviale di questi marcatori di infiammazione e degradazione forniscono informazioni cruciali sulle fasi acute e croniche della patologia articolare. Ad esempio, i livelli di IL-1 e IL-6 raggiungono il picco nel liquido sinoviale dell'articolazione lesionata entro il primo mese dopo l'infortunio. Sebbene questi livelli diminuiscano nel tempo, raramente tornano al livello normale di base, anche anni dopo il trattamento 10,11,12. Questa risposta pro-infiammatoria iniziale innesca una cascata di danni articolari, tra cui infiammazione sinoviale, degradazione della cartilagine e alterazioni biomeccaniche, perpetuando la disgregazione dei tessuti e accelerando la degenerazione articolare13. Inoltre, l'infiammazione acuta a seguito di lesione del LCA spesso provoca versamento articolare ed edema del ginocchio, esemplificato dal gonfiore e dall'accumulo di liquidi all'interno dell'articolazione14.
Per replicare la lesione del LCA e studiare la progressione del PTOA, il modello di transsezione del LCA indotta chirurgicamente (ACLT) nei topi è ampiamente utilizzato15,16. Questo modello prevede il taglio del LCA per simulare la lesione e la valutazione delle conseguenze biologiche e meccaniche risultanti. Il modello ACLT è uno strumento prezioso per studiare la risposta infiammatoria, la degradazione della cartilagine e le alterazioni biomeccaniche post-infortunio, consentendo di comprendere i meccanismi molecolari e cellulari che guidano il PTOA. Inoltre, consente di valutare strategie terapeutiche volte a mitigare la degenerazione articolare e a preservarne la funzione. Nell'uomo, l'analisi del liquido sinoviale è ampiamente utilizzata per monitorare l'infiammazione e la degradazione della cartilagine nel tempo, poiché ottenere il liquido sinoviale è relativamente semplice17,18. Tuttavia, nei topi, la raccolta del liquido sinoviale dopo i modelli di lesione è impegnativa. In questo manoscritto, descriviamo la nostra tecnica chirurgica per l'ACLT e un metodo di lavaggio del ginocchio per la raccolta del liquido sinoviale per valutare i marcatori infiammatori e degradativi. Presentiamo anche un metodo per misurare le dimensioni del ginocchio per quantificare l'edema a seguito di lesioni articolari. Inoltre, descriviamo il nostro metodo di valutazione microCT per classificare la gravità del PTOA post-ACLT. Questi approcci forniscono strumenti complementari per valutare gli effetti acuti e cronici della lesione del LCA in un contesto preclinico.