Modèle d’arthrose post-traumatique par rupture non invasive du LCA chez le rat

Cartographie de la progression de l’arthrose dans le cartilage du genou : apports d’un modèle de rupture non invasive du LCA chez le rat

INTRODUCTION

Les lésions traumatiques du ligament croisé antérieur (LCA) constituent un problème de santé important en raison des modifications pathologiques invalidantes qui peuvent ensuite survenir dans les articulations synoviales. Une arthrose apparaît souvent dans le genou après une rupture du LCA. La région médiale antérieure est particulièrement vulnérable à la dégénérescence du cartilage, car elle subit un couple en varus accru dans les genoux déficients en LCA (Ohori et al., 2017). À l’aide d’un modèle in vivo de rupture non invasive du LCA chez le rat, cette étude visait d’abord à comprendre la progression temporelle de l’arthrose à 4 et 7 semaines après la rupture, en mettant l’accent sur la région médiale antérieure et les mécanismes physiopathologiques sous-jacents. Ce modèle a également servi à examiner la capacité d’un traitement intra-articulaire (IA) usuel à atténuer la progression de l’arthrose post-traumatique.

MÉTHODES

Conformément aux lignes directrices canadiennes sur les soins aux animaux et l’expérimentation animale, dix-sept rates Lewis âgées de 14 semaines ont été réparties en deux cohortes. La première (T1) comprenait cinq animaux : un témoin et quatre ayant subi une rupture non invasive du LCA du membre postérieur droit, puis euthanasiés 4 semaines après la lésion. La seconde cohorte (T2) comprenait douze rates réparties en trois groupes de quatre : témoins, rupture du LCA sans traitement et rupture du LCA avec traitement IA. Huit rates ont subi une rupture non invasive du LCA du membre postérieur gauche. Les témoins ont été euthanasiés 4 semaines après le début des expériences. Les autres animaux ont été suivis pendant 3 semaines supplémentaires, durant lesquelles le groupe traité a reçu des injections IA hebdomadaires d’un produit à base d’hyaluronane.

La rupture non invasive a été provoquée par compression tibiale (figure 1), en appliquant un déplacement vertical rapide de 2 mm à 8 mm/s au membre postérieur fléchi de chaque animal anesthésié. La rupture a été vérifiée immédiatement par le test du tiroir antérieur, puis confirmée par dissection articulaire lors de la nécropsie. Les condyles fémoraux et les plateaux tibiaux prélevés ont été caractérisés à l’état frais par cartographie d’indentation normale et d’épaisseur du cartilage articulaire avec un appareil d’essais mécaniques Mach-1v500css (Biomomentum). L’épaisseur et le module instantané (IM) ont été mesurés à 30 à 40 positions distinctes sur chaque surface cartilagineuse. Les analyses statistiques ont utilisé un modèle linéaire dans le logiciel R.

RÉSULTATS

Dans la région médiale antérieure du condyle fémoral, les articulations ayant subi une rupture du LCA présentaient une augmentation notable de l’épaisseur à 4 semaines (Rupture T1) par rapport aux témoins (p = 0,0035). Une réduction significative de l’épaisseur était ensuite observée entre les groupes non traités à 4 semaines (T1) et à 7 semaines (T2; p = 0,0077). Le groupe Rupture T2 non traité présentait aussi un module instantané significativement supérieur à celui des témoins (p < 0,0001; figures 2A et 2B). Le groupe Rupture T2 traité par voie IA ne présentait de différences significatives que par rapport au groupe Rupture T2 non traité, pour l’épaisseur (p = 0,0067) et l’IM (p = 0,0006).

Dans les plateaux tibiaux, une augmentation notable de l’épaisseur n’était visible qu’à 7 semaines après la rupture (témoins contre Rupture T2 non traité, p < 0,0001), accompagnée d’un IM significativement inférieur à celui des témoins (p = 0,0301) et du groupe Rupture T1 (p = 0,0366; figures 2C et 2D). À 7 semaines (T2), le groupe traité par voie IA présentait une épaisseur cartilagineuse comparable à celle des témoins, contrairement au groupe non traité (p = 0,0215). Les cartes des surfaces cartilagineuses (figure 3) montrent également qu’à 7 semaines sans traitement, l’IM du condyle est nettement supérieur à celui de tous les autres groupes, tandis que la rigidité de la région antérieure des plateaux tibiaux diminue.

DISCUSSION

Cette étude apporte des informations sur l’évolution temporelle de la dégradation du cartilage dans les régions antérieures des condyles fémoraux et des plateaux tibiaux après une rupture du LCA. À 4 semaines, le cartilage des condyles présentait un gonflement compatible avec un début d’arthrose. À 7 semaines, la dégénérescence était beaucoup plus avancée, avec une augmentation notable de la rigidité, indiquant une transition vers un état d’arthrose modérée à sévère.

Le traitement IA semblait exercer un effet protecteur sur le cartilage après la rupture. Il atténuait la progression de l’arthrose et permettait au cartilage de conserver des propriétés proches de celles des témoins ou du groupe à 4 semaines après rupture. Ces résultats soutiennent la validité de ce modèle pour évaluer la progression de la maladie et l’efficacité de traitements potentiels.

PORTÉE

Ce modèle de lésion du LCA, pertinent sur le plan clinique, offre un moyen non invasif de reproduire l’évolution des caractéristiques pathologiques de l’arthrose post-traumatique et constitue un outil pour le criblage d’interventions thérapeutiques potentielles.