Secção óptica e visualização do disco intervertebral do desenvolvimento embrionário à degeneração

Florian Christof Bonnaire; Martina Feierabend; Julius Michael Wolfgart; Wolfram Breuer; Christian Walter; Ulf Krister Hofmann; Marina Danalache

doi:10.3791/62594

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Artigo de método

Secção óptica e visualização do disco intervertebral do desenvolvimento embrionário à degeneração

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DOI:

10.3791/62594

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8 de julho de 2021

Florian Christof Bonnaire¹^,² , Martina Feierabend³ , Julius Michael Wolfgart¹^,⁴ , Wolfram Breuer⁵ , Christian Walter² , Ulf Krister Hofmann¹^,² , Marina Danalache¹

¹Laboratory of Cell Biology, Department of Orthopedic Surgery, University Hospital of Tübingen, ²Department of Orthopedic Surgery, University Hospital of Tübingen, ³Institute for Bioinformatics and Medical Informatics, Faculty of science of the University of Tübingen, ⁴Medical faculty of the University of Tübingen, ⁵Bavarian Health and Food Safety Authority

Neste artigo

Resumo

Apresentamos um método para investigar a organização do condrócito espacial no ânulo fibroso do disco intervertebral utilizando um método de seção óptica.

Resumo

A degeneração do disco intervertebral (IVD) é uma das principais causas de dor lombar e implica um alto grau de comprometimento para os indivíduos afetados. Para decodificar a degeneração do disco e ser capaz de desenvolver abordagens regenerativas é essencial uma compreensão completa da biologia celular do IVD. Um aspecto dessa biologia que ainda permanece sem resposta é a questão de como as células são espacialmente dispostas em um estado fisiológico e durante a degeneração. As propriedades biológicas do IVD e sua disponibilidade dificultam a análise desse tecido. O presente estudo investiga a organização do condrócito espacial no ânulo fibroso desde o desenvolvimento embrionário precoce até a degeneração em estágio final. Um método de secção óptica (Apotome) é aplicado para realizar análises de coloração de alta resolução usando tecido embrionário bovino como modelo animal e tecido disc humano obtido de pacientes submetidos a cirurgia na coluna. A partir de uma densidade de condrocitos muito alta no disco bovino embrionário inicial, o número de células diminui durante a gestação, crescimento e maturação. Nos discos humanos, o aumento da densidade celular acompanhou a progressão da degeneração tecidual. Como já havia sido demonstrado na cartilagem articular, a formação de aglomerados representa uma característica característica da degeneração avançada do disco.

Introdução

O disco intervertebral (IVD) é uma estrutura baseada em cartilagem que bioquimicamente e com relação à arquitetura celular, à primeira vista, se assemelha em muitos aspectos à cartilagem articular¹. De fato, tanto a degeneração do IVD quanto a osteoartrite (OA) da cartilagem articular são caracterizadas pelo estreitamento do espaço articular devido ao desgaste da cartilagem, formação de cisto subcondral e osteofita, e esclerose subcondral^2,³. Apesar dessas semelhanças, a arquitetura e o papel funcional de ambos os tecidos diferem. Enquanto a matriz da cartilagem articular é formada prin....