ارزیابی تاثیر تزریق داخل مفصلی سلولهای بنیادی مزانشیمی مغز استخوان در ترمیم غضروف تخریب شده مفصل زانوی موش صحرایی

عسگری, داود

doi:10.22034/ijos.2020.121420

ارزیابی تاثیر تزریق داخل مفصلی سلولهای بنیادی مزانشیمی مغز استخوان در ترمیم غضروف تخریب شده مفصل زانوی موش صحرایی

نویسنده

داود عسگری

https://doi.org/10.22034/ijos.2020.121420

چکیده

زمینه و هدف : آسیب بافت غضروفی یکی از چالش های جهانی بوده و درصد زیادی از مردم را درگیر می کند . عامل اصلی استئوآرتریت ضربه و یا بیماری دژنراتیو وابسته به سن است . هدف از این مطالعه بررسی تاثیر تزریق داخل مفصلی سلولهای بنیادی مزانشیمی مغز استخوان و ترشحات حاصل از آن در ترمیم غضروف تخریب شده مفصل زانوی موش صحرایی می باشد.
روش اجرا : 30 سر موش صحرایی نر با وزن تقریبی 200 تا 250 گرم به طور تصادفی به پنج گروه 6 تایی شامل گروه سالم (دریافت کننده سرم فیزیولوژی) ، گروه استئوآرتریت (تزریق منوسدیم یدو استات)، گروه مزانشیمی، گروه مزانشیمی+ دریافت همان حجم ترشحات سلولی+ محیط کشت و گروه تزریق محیط کشت تقسیم شدند. پس از گذشت چهار هفته، موشها کشته شده و مفصل ران با دو روش ماکروسکوپیک و میکروسکوپیک مورد مطالعه قرارگرفتند.
یافتهها: نتایج بدست آمده نشان داد که تزریق105 ×5/2 سلول در میلیلیتر اثر خوبی در ترمیم ضایعات غضروفی ایجاد شده توسط تزریق منوسدیم یدو استات داشت. مطالعات هیستولوژیک نشان داد که میزان فیبریلاسیون، وجود شکافهای ریز و شکافهای عمیق (P<0.05) در گروه درمان مزانشیمی کاهش یافت. میزان پروتئوگلیکان در گروه درمانی مزانشیمی افزایش معنیدار (P<0.05) داشت. همچنین، در گروه درمانی با ترشحات مزانشیمی و محیط کشت تغییراتی در جهت ترمیم غضروف تخریب شده مشاهده شد که تفاوت با گروه استئوآرتریت معنیدار نبود.
نتیجهگیری: در این پژوهش اثر ترمیمی سلولهای بنیادی مزانشیمی مغز استخوان و ترشحات این سلولها در بهبود آسیبهای هیستوپاتولوژیک غضروف مفصل موش صحرایی مورد تایید قرار گرفت.

کلیدواژه‌ها

استئوآرتریت

غضروف مفصلی

سلول بنیادی مزانشیمی

مغز استخوان

عنوان مقاله English

Evaluating the effect of intra-articular injection for bone marrow mesenchymal stem cells in repairing damaged cartilage of rat knee joint

نویسنده English

davood asgari

چکیده English

Abstract
Background: Damage in cartilage tissue is one of the global challenges and affects a large percentage of people. Trauma or age-related degenerative disease is the main cause of osteoarthritis. The aim of this study was to evaluate the effect of intra-articular injection for bone marrow mesenchymal stem cells and the resulting secretions in repairing the damaged cartilage of the rat knee joint.
Methods: 30 male rats that weights approximately 200 to 250 g were randomly divided into five groups of 6 rats, including healthy group (receiving physiological serum), osteoarthritis group (monosodium iodoacetate injection), mesenchymal group, mesenchymal group + receiving the same volume of cell secretions + culture medium and culture medium injection group. Four weeks later, the rats have been killed and the hip joint examined by both macroscopic and microscopic methods.
Results: The results showed that the injection of 2.5*10⁵ cells per ml had a good effect on the repairing of cartilaginous lesions caused by the monosodium iodoacetate injection. Histological studies showed that fibrillation rate, the presence of small gaps and deep gaps (P <0.05) decreased in the mesenchymal treatment group. The level of proteoglycans in mesenchymal treatment group increased significantly (P <0.05). Also, in the treatment group with mesenchymal secretions and culture medium, changes were observed in repairing the damaged cartilage, which was not significantly different from the osteoarthritis group.
Conclusion: In this study, the restorative effect has benn confirmed for bone marrow mesenchymal stem cells and their secretions in improving histopathological lesions of rat articular cartilage.

کلیدواژه‌ها English

Keywords: Osteoarthritis

Articular cartilage

Mesenchymal stem cell

Bone marrow

References:

[1] Keith Sinusas MD. Middlesex Hospital, Middletown, Connecticut. Osteoarthritis: Diagnosis and Treatment. American Family Physician . 2012 ; 85 (1): 49-56.

[2] Johannes WJ, Berenbaum F, Floris PJG. Osteoarthritis: an update with relevance for clinical practice. 2011; 377 : 2115-26

[3] Thomas J, Zuber MD, Saginaw Cooperative Hospital, Saginaw, Michigan. Knee Joint Aspiration and Injection. 2002; 66 (8) :1497- 99.

[4] Koopman WJ, Arthritis & allied Conditions/ Lippincott william’s and wilkins: Philadelphia;London. 2001; 2246 -2263.

[5] Salter1 DM, Herng-Sheng L. Pathology and Risk Factors in Osteoarthritis . J Med Sci. 2012; 32(5): 199-207.

[6] Pang J, Yl C, Shi YY, HoujwW, Shi Y. Contorl study for muscle force and ComPonent of body femals Patients with knee osteoarthritis . hongguoGu shang. 2008; 21 (11) : 828 – 30.

[7] Tehrani-Banihashemi A, Davatchi F, Jamshidi AR, Faezi T, Paragomi P, Barghamdi M. Prevalence of osteoarthritis in rural areas of Iran: a WHO-ILAR Copcord study. 2014; 17(4):384-8.

[8] Hardingh A, Tews MA. Regional variations of collagen orientation in normal and diseasecd articular cartilage and subehondral bone determ using small angle x-ray scattering (SAXS) osteoarthritis cartilaj. 2007; 12(6): 682 – 687 .

[9] Jo CH, Lee YG, Shin WH, Kim H, Chai JYY, Jeong EC. Intra-articular injection of mesenchymal stem cells for the treatment of osteoarthritis of the knee : a proof - of – concept clinical trial . Stem Cells. 2014; 32(5):1254- 66.

[10] Shi J, Zhang X, Zeng X, Zhu J, Yanbin PI, Zhou C. One – step Articular Cartilage Repair : Combination of In Sittu Bone Marrow Stem Cells With Cell-free Poly (L-Lactic-co-glicolic Acid) Scaffold in a Rabbit model .Orthopedics. 2012; 35 (5) :665-671.

[11] Zhang H, Li L, Leng P, Wang Y, Lucheng Y. Uninduced adipose derived stem cells repair defect of full thickness hyaline cartilege .chinese journal of Traumatology. 2009; 12(2):92-97.

[12] Sato M, Uchida K, Nakajima H, Miyazaki T, Rodriguez Guerrero A, Watanabe S. Direct transplantation of mesenchymal stem cells into the knee joints of Hartley strain guinea pigs with spontaneous osteoarthritis. Arthritis Res Ther. 2012; 14(1): R31.

[13] Hamoud AL, BinMohamad Y, Hui Cheng C, Bin Saim A. Bt Hj Idrus, R. Experimental Gerontology. 2012; 47: 458-467.

[14] Van Buul, GM, Siebelt, M, Leils, MJ, Bos, PK, Waarsing, JH, Kops, N. Mesenchymal stem cells reduce pain but not degenerative changes in a mono-iodoacetate rat model of osteoarthritis. J Orthop Res. 2014; 32(9):1167-74.

[15] Guzman E, Evans R, Brandy Morenko MG,Kilgor SK. Mono-Iodoacetate-Induced Histologic Changes in Subchondral Boneand Articular Cartilage of Rat Femorotibial Joints: An Animal Model of Osteoarthritis. Toxicologic Pathology. 2003; 31:619-624.

[16] Peggy M, Lin Chen C, Torzilli PA. Increased stromelysin-1(MMP-3), proteoglycan degradation (3B3-and 7D4) and collagen damage in cyclically Ioad-injured articular cartilage. Osteoarthritis and Cartilage. 2004; 12:485-496.

[17] Maldonado M, Nam J. The Role of Changes in Extracellular Matrix of Cartilage in the Presence of Inflammation on the Pathology of Osteoarthritis. 2013;8:249-259.

[18] Annefeld M, Richard M, Vignon E. Osteoarthritic cartilage fibrillation is associated with a decrease in chondrocyte adhesion to fibronectin. Osteoarthritis and Cartilage.1998;6:393-399.

[19] Constance R, ChuMD, Michal Szczodry MD, Stephen Bruno BA. Animal Models for Cartilage Regeneration and Repair.Tissue Eng Port B Rev. 2010;16(1):10- 21.

[20] Abir NM, Omar S, Tookhy El, Ashraf A, Shama L, Rashed A, Sabry D, El Sayed AM. Homing and reparative effect of intra-articular injection of autologus mesenchymal stem cells in osteoarthritic animal model. BMC Musculoskelet Disord. 2011; 12: 259- 67.