פיתוח והערכה של מודל חולדה של פגמים בסחוס בעובי מלא
19 במאי 2023
פרוטוקול זה מבסס מודל פגמים בסחוס בעובי מלא (FTCD) על ידי קידוח חורים בחריץ טרוכלארי הירך של חולדות ומדידת התנהגות הכאב והשינויים ההיסטופתולוגיים הבאים.
פרוטוקול זה לא רק מחקה את ההתרחשות והפיתוח של FTCD קליני, אלא גם מספק מודל אמין של בעלי חיים להערכת טיפולים טיפוליים נגד FTCD. אך טכניקה זו קלה לביצוע ומאפשרת תצפית גדילה מיד לאחר הפציעה. טכניקה זו יכולה לחקות בהצלחה פגמים בסחוס הקליני, ולספק פלטפורמה לחקר התהליך הפתולוגי של פגמים בסחוס ופיתוח תרופות טיפוליות מתאימות.
שיטה זו יכולה להיות מיושמת לחקר פגמים בסחוס טראומטי, כלומר דלקת מפרקים ניוונית פוסט טראומטית. כאשר מנסים טכניקה זו בפעם הראשונה, חשוב להגמיש את השוקה ואת הפיבולה בזווית של 90 מעלות כדי לחשוף באופן מלא את השבלול של קונדיל הירך ולשמור על מקדח מאונך למשטח הסחוס. התחילו בהנחת חולדה מורדמת על שולחן הניתוחים במצב שכיבה.
מניחים וילון סטרילי מעל החולדה, וחושפים את מפרק הברך המגולח והמחוטא. באמצעות להב אזמל מספר 11 לבצע חתך אנכי של סנטימטר אחד באמצע מפרק הברך. וחותכים את קפסולת המפרק ואת גיד הירך הארבע ראשי לאורך קצה הפטלה המדיאלית.
לאחר מכן, סובבו את הפטלה כלפי חוץ וכופפו את השוקה והפיבולה בזווית של 90 מעלות, כדי לחשוף את שבלול קונדיל הירך. שימוש במקדח מעגלי 1.6 מ"מ יוצר פגם סחוסי בעומק 0.1 מילימטר בעובי מלא בשבלול קונדיל הירך. נגבו את אתר הניתוח בכדורי צמר גפן ספוגים בתמיסת מלח 0.9%, והחליפו את הפטלה.
לאחר מכן שמירה על הברך במצב מורחב, תפרו את שכבת החתך שכבה אחר שכבה באמצעות תפרים 4-0 שאינם נספגים. כדי למדוד את סף המשיכה המכני או MWT"של החולדות, הניחו את בעל החיים בתא פלסטיק יחיד על משטח רשת תיל. הניחו את בסיס רשת התיל 50 סנטימטרים מעל שולחן.
התחל את מדידת MWT לאחר 30 דקות של הסתגלות. לאחר מכן, לחץ על חוט הלהט של פון פריי בניצב על משטח העציץ של כפה האחורית של החולדה. לאחר מכן כופפו את המברשת למשך שתי שניות תוך הימנעות מהחלק העבה ביותר של החלק המרכזי של הכפה.
הגדל את משקל הגירוי בהדרגה מ 4 גרם, עד תגובה חיובית כמו נסיגה כפה או ליקוק מתרחשת. 3 ימים לאחר מידול החולדות בקבוצת המודל הראו MWT מופחת בהשוואה לקבוצת הדמה. מציע hyperalgesia בקבוצת המודל.
MWT של קבוצת המודל נשאר נמוך גם לאחר 17 ימים. מעיד על אורך הרגישות לכאב. צביעה היסטופתולוגית של קבוצת הדמה הראתה משטח סחוס מפרקי ושלם ברור, פיזור אחיד של הכונדרוציטים, וביטוי גבוה של קולגן מסוג II.
לעומת זאת, קבוצת המודל הדגימה משטחי סחוס מדוכאים, כונדרוציטים שאבדו, ביטוי מוגבר של מטריצה מטאלופרוטאינאז MMP13 וירידה בביטוי של קולגן מסוג II. הדבר החשוב ביותר לזכור הוא פטלה חייב להיות מופחת לפני תפירה.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
פרוטוקול זה מבסס מודל של פגמי סחרום בעובי מלא (FTCD) באמצעות קידוח חורים בתלם הטרכלארי של הפמור (ירך) בחולדות. הוא מודד את התנהגות הכאב העוקבת ואת השינויים ההיסטופתולוגיים, ובכך מספק מודל מהימן להערכת טיפולים תרפויטיים נגד FTCD.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום מדע
- מדעי המוח
- ביולוגיה
- אורתופדיה
רקע
- FTCD מדמה פגמים קליניים בסחוס.
- מספק פלטפורמה לחקר התהליך הפתולוגי של פגמים בסחוס.
- מאפשר תצפית על גדילה מיד לאחר הפגיעה.
- ישים למחקר של אוסטאוארתריטיס פוסט-טראומטית.
מטרת המחקר
- פיתוח מודל חיות מהימן עבור FTCD.
- הערכת טיפולים תרופתיים לפגמים בסחוס.
- בחינת סף נסיגה מכני בתגובה לכאב.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- קידוח של פגם בסחוס בעובי מלא בקונדילה הפמורלית.
- תפירת החתך שכבה אחר שכבה באמצעות תפרים שאינם נספגים.
- מדידת סף נסיגה מכני (MWT) לאחר הניתוח.
- צביעה היסטופתולוגית להערכת שלמות הסחוס.
תוצאות עיקריות
- קבוצת המודל הראתה MWT מופחת בהשוואה לקבוצת השם (sham), מה שמעיד על היפראלגזיה.
- ניתוח היסטופתולוגי חשף שקיעה של משטחי הסחוס ואובדן של כונדרוציטים בקבוצת המודל.
- ביטוי מוגבר של matrix metalloproteinase MMP13 בקבוצת המודל.
- ביטוי מופחת של קולגן מסוג II בקבוצת המודל.
מסקנות
- מודל ה-FTCD מדמה ביעילות פגמי סחוס קליניים.
- הוא מספק תובנות לגבי מנגנוני הכאב הקשורים לנזקי סחוס.
- חשוב להבטיח טכניקה כירורגית נכונה כדי להשיג תוצאות מדויקות.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
ביסוס של מודל חולדה חסון לפגמים בעובי מלא בסחוס (FTCD) נותן מענה לפער קריטי בהערכה פרה-קלינית של טיפולים משני-מחלה לפגיעות סחוס ודלקת מפרקים פוסט-טראומטית. מודל זה מאפשר הערכה כמותית של התנהגות כאב ושינויים היסטופתולוגיים, ובכך תומך בביטחון ניבוי בשלבים מוקדמים של גילוי תרופות. השחזוריות והרלוונטיות הקלינית שלו ממצבות אותו ככלי יסוד למיון פורטפוליו ולהפחתת סיכונים מכניסטיים במחקר ופיתוח של מערכת השלד והשרירים.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח ביו-פרמצבטיים
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- מאפשר בחינה של היפותזות טיפוליות המכוונות לתיקון ולניוון של סחוס.
- תומך בהורדת סיכונים ביולוגיים על ידי שחזור מאפיינים פתולוגיים דמויי-אדם in vivo.
- מסייע בתיקוף תפקודי של מטרות באמצעות נקודות סיום מדידות של כאב ורקמה.
- מספק ביטחון חיזוי לקידום מולקולות מועמדות לטיפול בפתולוגיה של סחוס.
סריקה ופיתוח בדיקה
- מכין מערכות בעליים שעברו תיקוף לצורך סריקת יעילות ובטיחות של חומרים חדשניים.
- מייצב מדדי כאב וממצאים היסטופתולוגיים לצורך הערכה הדירה של תרכובות.
- מאפשר הערכה כמותית של השפעות ההתערבות על סף נסיגה מכני ועל שלמות הרקמות.
- תומך בהערכה ניתנת להרחבה, מבוססת פלטפורמה, של מספר מודליות טיפוליות.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- תואם למדדי קצה הרלוונטיים למחלה שנצפו בפגמים בסחוס אנושי ובדלקת מפרקים (osteoarthritis).
- מספק רצף החל משלב הגילוי ועד לתיקוף פרה-קליני של אסטרטגיות אלחוש ושיקום.
- מאפשר קבלת החלטות על קידום הפרויקט מתוך התחשבויות בסיכון, בהסתמכות על סממנים ביולוגיים בעלי משמעות תרגומית.
- תומך בהפחתת סיכונים מכניסטית על ידי קישור שינויים מולקולריים (למשל, MMP13, קולגן מסוג II) לתוצאות תפקודיות.
שילוב צינור עיבוד וזרימת עבודה
מודל חולדה זה של FTCD משתלב ברצף שבין שלב הגילוי לשלב הפרה-קלני, ומגשר בין תיקוף מטרות מוקדם לבחינת יעילות תרגומית עבור תוכניות לתיקון סחוס ולטיפול בדלקת מפרקים שחיקתית (osteoarthritis).
- ביולוגיה של גילוי: מסייעת בבדיקת השערות ובהבהרת מסלולים של דגנרציה של סחוס ומנגנוני כאב.
- סריקה: מספקת פלטים כמותיים וניתנים לשחזור של כאב והיסטופתולוגיה לצורך מיון תרכובות.
- אנליטיקה: מספקת נקודות סיום מדידות, כגון סף נסיגה מכני וביטוי של סמנים ביולוגיים, לצורך ניתוח השוואתי.
- מחקר תרגומי: מתאימה ממצאים פרה-קליניים לפתולוגיה קלינית, ובכך תומכת בהתקדמות מונחית סמנים ביולוגיים.
- שימוש חוזר ארגוני: מציעה פלטפורמה סטנדרטית וניתנת לשימוש חוזר in vivo עבור יוזמות מו and פיתוח שונות המכוונות לסחוס.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החזוי ומפחית עמימות מכניסטית בתוכניות המכוונות לסụn.
- ערך תפעולי: משפר את הסטנדרטיזציה, השחזוריות והיכולת להרחבה (סקילביליות) של מחקרי יעילות פרה-קליניים.
- ערך אסטרטגי: משפר את איכות קבלת ההחלטות לגבי המשך התקדמות (go/no-go) ואת יעילות ההון על ידי מתן אפשרות להערכה מוקדמת של סיכון ביולוגי.
- השפעה על הפורטפוליו: תומך בתיעדוף מותאם סיכונים ובקידום של מועמדים לטיפולים המשנים את מהלך המחלה (disease-modifying).
שיקולי יישום
- נדרשת מומחיות בניתוחים של בעלי חיים קטנים ובהערכת התנהגות של כאב.
- נדרשת גישה לתשתית של ניתוח היסטופתולוגי ואנליזה של סמנים ביולוגיים.
- נדרש סטנדרטיזציה של פרוטוקולים כירורגיים ואנליטיים בין צוותים שונים.
- ייתכן שיידרש התאמה עבור זני מכרסמים שונים או דרגות חומרה שונות של הפגיעה.
- המגבלות כוללות תגובות תלויות-מין והצורך בטכניקה כירורגית מדויקת להבטחת נאמנות המודל.
