Ból dolnej części pleców jest główną przyczyną niepełnosprawności na całym świecie1. Ból dyskogenny związany ze zwyrodnieniem krążka międzykręgowego w odcinku lędźwiowym jest uważany za istotny czynnik przyczyniający się do bólu dolnej części pleców2. Istnieje coraz większe zapotrzebowanie na wiarygodne modele zwierzęce choroby krążka międzykręgowego w celu poszerzenia wiedzy na temat procesu zwyrodnieniowego i zbadania potencjalnych terapii.
Istnieje wiele zwierzęcych modeli zwyrodnienia krążka międzykręgowego3. Modele zwierzęce używane w badaniach nad chorobą zwyrodnieniową dysku różnią się wielkością, od myszy4, po większe ssaki, takie jak dogs5, sheep6 i naczelne7. Metody stosowane do wywoływania zwyrodnienia krążka międzykręgowego można ogólnie podzielić na kategorie mechaniczne (np. kompresja krążka międzykręgowego8 lub uraz chirurgiczny6), chemiczne (np. nukleoliza chemiczna5) lub, rzadziej, spontaniczne zwyrodnienie (np. szczur piaskowy9).
Biorąc pod uwagę złożoność ludzkiego zwyrodnienia krążka międzykręgowego, nie istnieje idealny model zwierzęcy. Zidentyfikowano jednak ważne kwestie związane z wyborem odpowiedniego modelu zwierzęcego, który będzie ściśle naśladował ten stan3. Do takich rozważań należą: brak komórek struny grzbietowej (prymitywne komórki z możliwą funkcją komórki progenitorowej10 nieobecne w dorosłym jądrze miażdżystym u ludzi, owiec, kóz i psów chondrodystroficznych, ale obecne u większości ssaków), podobieństwa w wielkości krążka międzykręgowego zwierząt i międzykręgowców w stosunku do ludzi, porównywalne siły biomechaniczne do stanu klinicznego, względy mechanistyczne i etyczne3.
Naczelne inne niż ludzie spełniają wiele z powyższych kryteriów. Opisano modele pawianów i makaków z samoistnym zwyrodnieniem krążka międzykręgowego11,12,13. Oba gatunki spędzają dużo czasu w pozycji wyprostowanej lub półwyprostowanej – co jest wyraźną przewagą w porównaniu z innymi modelami zwierzęcymi. Jednak względy etyczne i praktyczne (np. wydatki, warunki mieszkaniowe, opóźniony początek samoistnej degeneracji) ograniczają ich stosowanie w wielu instytucjach.
Kręgosłup owczy to sprawdzony model zwyrodnienia krążka międzykręgowego, z zaletami, w tym komórkowym, biomechanicznym i anatomicznym podobieństwem do ludzkiego kręgosłupa10,14,15. Pomimo czworonożnej postury owiec, lędźwiowy krążek międzykręgowy owiec jest narażony na podobne obciążenia jak ludzki dysk14. Model owczy jest również szerzej akceptowany, z perspektywy etycznej, niż modele naczelnych innych niż ludzie. Opisano różne metody inicjowania procesu zwyrodnieniowego, z których wiele wymaga bezpośredniego dostępu do krążka międzykręgowego. Ze względu na zakończenie rdzenia kręgowego w okolicy krzyżowej i kostnienie więzadła podłużnego tylnego w odcinku lędźwiowym kręgosłupa owcy, tylne podejścia do krążka międzykręgowego są technicznie trudne i rzadziej stosowane w owczarni16. Tradycyjne drogi dostępu do odcinka lędźwiowego kręgosłupa owcy, tj. przez podejście przednie lub przednio-boczne, wymagają dużych nacięć brzucha, są obarczone ryzykiem przepukliny oraz uszkodzenia wewnętrznych wnętrzności i struktur nerwowo-naczyniowych16. Zastosowanie stosunkowo małego bocznego nacięcia z dala od zależnych obszarów brzucha może zmniejszyć takie ryzyko17.
Prezentujemy model zwyrodnieniowej choroby krążka międzykręgowego odcinka lędźwiowego u owiec za pomocą uszkodzenia wiertłem wykonanego za pomocą minimalnie inwazyjnego podejścia bocznego i zainspirowany pracą Zhang et. al18. Celem tego protokołu jest umożliwienie wiarygodnego modelu urazu dysku lędźwiowego, który jest łatwo powtarzalny, powoduje stały uraz oraz jest bezpieczny i dobrze tolerowany. Podejście to jest dobrze odpowiednie dla badaczy dążących do wywołania łagodniejszego stopnia zwyrodnienia krążka międzykręgowego w odcinku lędźwiowym niż obserwowany przy tradycyjnym pierścieniu chirurgicznym (dane niepublikowane) do badania zwyrodnienia krążka międzykręgowego lub terapii regeneracyjnych. Wyniki te zostaną opisane w publikacji, która ukaże się w przyszłości.