Vidinio menisko ekstruzijos ir degeneracijos vaidmuo osteoartrozės vystymesi pelės modeliuose

Temos aktualumas Pirminės osteoartrozės (OA) raidos metu didėjantis dėmesys skiriamas menisko degeneracijos ir ekstruzijos supratimui. Klinikiniai tyrimai rodo, kad ekstruzija gali būti ankstyvas OA požymis. Įdomu tai, kad histologiniai tyrimai su pelėmis parodė, jog menisko degeneracija prasideda anksčiau nei kremzlės degeneracija. Nors menisko ekstruzija plačiai tyrinėta esant šaknies plyšimams ir OA, informacija apie jos atsiradimą prieš OA sveikiems asmenims yra ribota. Be to, menisko ekstruzija ir audinių degeneracija natūralaus senėjimo ir pagreitinto senėjimo pelėse vystantis OA lieka menkai ištirta. Darbo tikslas (-ai) Šio tyrimo tikslas nustatyti menisko ekstruzijos atsiradimo laiką sugretinus su kremzlės, subchondrinio kaulo ir menisko degeneraciją, naudojant histologinius kelio sąnario pjūvius iš dviejų skirtingų pelių modelių. Tikrinome, ar menisko ekstruzija ir histologinė degeneracija gali būti aptikta dar prieš kremzlės pažeidimus, taip suteikiant papildomų įrodymų, jog ekstruzija gali būti ankstyvas OA klinikinis požymis. Tyrimo metodai Histologiniai kelio sąnario pjūviai buvo gauti iš dviejų pelių modelių: natūraliai senstančių B6 ir pagreitinto senėjimo P8, lyginant su senėjimui atspariomis R1 pelėmis. Visi eksperimentai su gyvūnais buvo atlikti laikantis Hirošimos universiteto Gyvūnų priežiūros ir naudojimo komiteto patvirtintų protokolų. Norint išsamiai įvertinti medialinio menisko priekinę, vidurinę ir užpakalinę ekstruziją bei jos ryšį su aplinkinių audinių degeneracija, buvo naudojami tiek koronariniai, tiek sagitaliniai kelio pjūviai.Mėginiai buvo dažyti Safranin-O dažais histologiniam audinių vertinimui. Remiantis histologinėmis skalėmis vertinta kremzlės ir subchondrinio kaulo degeneracija. Menisko vertinimas buvo atliktas atsižvelgiant į paviršiaus, ląstelių ir dažymo pokyčius, naudojant jau sukurtą skalę. Menisko ekstruzija buvo matuojama kiekybiniu santykiu naudojant kompiuterinę programą. Ekstruzija buvo kvantifikuota matuojant atstumą iki ekstruzijos linijos (E) arba už jos ribų. Menisko dalis (B), viršijanti ekstruzijos liniją, buvo padalyta iš viso menisko ilgio (A), todėl menisko ekstruzijos santykis buvo apskaičiuotas pagal formulę B/A, matematiškai svyruojant tarp -1 ir 1. Suformuotas naujas histologinis vertinimas remiantis ląsteliniais ir morfologiniais pokyčiais, siekiant įvertinti užpakalinį menisko-tibialinį raištį sagitaliniuose kelio pjūviuose. Kiekvienas to paties kelio pjūvis buvo įvertintas, o gautos vidutinės reikšmės buvo įtrauktos į statistiką, todėl statistinis vienetas buvo vienos pelės kelio sąnarys. Į analizę buvo įtraukti tik kairieji patinų keliai. Statistinė analizė buvo atlikta naudojant „GraphPad Prism“. B6 modelio grupių skirtumai buvo palyginti naudojant vienkryptę ANOVA su Holm-Sidak korekcija. P8/R1 pelių rezultatai skirtingais laiko taškais buvo lyginami naudojant Mann-Whitney U testą su Holm-Sidak korekcija. Reikšmių tarpusavio ryšiai buvo įvertinti naudojant Spearmano koreliacijos koeficientą (r); 95%. Reikšmingumo lygis buvo nustatytas p<0,05. Rezultatai B6 pelės buvo vertintos koronarinėje plokštumoje 3, 12 ir 22 mėnesių amžiuje (n=10/grupė). Nors menisko degeneracija reikšmingai progresavo tarp laiko taškų, pastebėtina, kad menisko ekstruzija tapo akivaizdi tik 22 mėnesių amžiuje. Tuo metu kelio sąnario OA buvo akivaizdi, reikšmingai padidėję OARSI ir subchondrinio kaulo degeneracijos balai. Tiriant koronarinę plokštumą P8/R1 modelyje, pelės buvo lyginamos 6, 11, 14 ir 23 savaičių amžiuje (n=10/grupė). Spontaninio OA grupėje subchondrinio kaulo pokyčiai buvo pastebimi jau nuo 6 savaičių, menisko degeneracija nuo 11 savaitės ir kremzlės degeneracija 14 savaitę. Menisko ekstruzija reikšmingai padidėjo tik 23 savaitę, kai buvo nustatytas sunkus OA. Sagitalinėje plokštumoje B6 pelėse, keliai buvo vertinti 3, 12 ir 22 mėnesių amžiuje (n=10/grupė). Užpakalinė menisko ekstruzija reikšmingai didėjo lygiagrečiai su menisko degeneracija, užpakalinio menisko-tibialinio raiščio degeneracija ir bendru menisko ilgiu. Tačiau duotais laiko momentais osteoartrozė nebuvo pastebėta, ką patvirtino žemi kremzlės ir subchondrinio kaulo degeneracijos balai. Užpakalinė menisko ekstruzija parodė stiprią koreliaciją su kremzlės, subchondrinio kaulo, menisko ir raiščių degeneracija. Priešingai, priekinė menisko ekstruzija tarp laiko taškų neparodė reikšmingų skirtumų ir turėjo silpną koreliaciją su audinių degeneracija. Galiausiai, sagitalinėje plokštumoje P8/R1 grupėje, buvo atliktas pilotinis tyrimas 6 ir 14 savaičių amžiuje, siekiant nustatyti, ar ekstruzija būtų pastebima ankstyvosiose OA stadijose (n=4/grupė, n=8/grupė, atitinkamai). 14 savaitę užpakalinė ekstruzija ar raiščių degeneracija nebuvo pastebėta. Tačiau reikšmingai padidėjo menisko ir subchondrinio kaulo degenercijos balai. Išvados, rekomendacijos Koronarinėje plokštumoje gauti duomenys rodo, kad medialinio menisko ekstruzija greičiausiai yra kelio OA pasekmė, o ne reiškinys, pasireiškiantis dar prieš OA atsiradimą. Koronarinės plokštumos ekstruzija buvo pastebėta tiek natūralaus senėjimo, tiek spontaninio OA modeliuose ir vyko kartu su akivaizdžiais degeneraciniais pokyčiais. Įdomu tai, kad reikšmingos priekinės ekstruzijos nebuvimas, koronarinės ekstruzijos atsiradimas tik vėlesniuose laiko taškuose ir pirminis užpakalinės ekstruzijos padidėjimas rodo aiškią progresiją iš užpakalinės dalies į priekinę. Šį modelį galima paaiškinti tuo, kad užpakalinė sąnario dalis patiria didesnę apkrovą dėl 120– 150 laipsnių kelio lenkimo pelės ėjimo ciklo metu. Sagitalinėje plokštumoje, natūraliai senstančiose pelėse, užpakalinė ekstruzija reikšmingai didėjo su amžiumi. Menisko ir užpakalinio raiščio degeneracijos balai parodė stiprią koreliaciją su ekstruzija, abu rodikliai reikšmingai didėjo. 14 savaičių amžiaus P8 pelėse su ankstyvais OA pokyčiais nebuvo pastebėta nei užpakalinės ekstruzijos, nei raiščių degeneracijos, kas leidžia manyti, jog užpakalinė ekstruzija yra natūralios degeneracijos ir užpakalinės sąnario dalies apkrovos pasekmė. Šią hipotezę patvirtina reikšmingas sagitalinės plokštumos B6 pelių menisko radialinio ilgio padidėjimas laikui bėgant. Menisko dydžio padidėjimas anksčiau buvo aprašytas kaip degeneracijos pasekmė, tikėtina, dėl mikrofibrilių atsiskyrimo.