Цель. Оценить процесс ремоделирования суставного хряща (СХ) и субхондральной кости (СХК), экспрессию тканевой матриксной металлопротеиназы-9 (MMP-9), эндотелиального фактора роста эндотелия сосудов (VEGF) при экспериментальном остеоартрите (ОА). Материалы и методы. Экспериментальное сравнительное исследование было проведено на 12 беспородных морских свинках обоего пола в возрасте 28–30 недель, которые были разделены на 2 группы по 6 животных в каждой. В контрольной и опытной группе моделировали повреждение коленных суставов задних лап механическим путем через нанесение закрытой скарификационной травмы стерильной иглой. В контрольной группе животным лечение не проводилось. Экспериментальным животным через две недели после травмы вводили внутрисуставно 1 раз в 2 недели раствор бетаметазона (БМЗ) из расчёта 0,1 мг/кг. На 30, 45 и 60 сутки выведены из опыта по 2 особи их каждой группы, после чего производили забор образов поврежденных суставов. Для выявления тканевой экспрессии VEGF и MMP-9 применяли иммуногистохимической метод. Результаты. На 30 сутки эксперимента у животных, получивших БМЗ, отмечалось статистически значимое снижение числа VEGF-позитивных хондроцитов и плотности преципитатов, увеличение количества положительных хондроцитов и плотности тканевой реакции на MMP-9 относительно контроля. На 45 день эксперимента отмечалось статистически значимое снижение по сравнению с группой контроля количества VEGF-позитивных клеток и плотности преципитатов, увеличение количества хондроцитов положительных к MMP-9. На 60 день после введения БМЗ установлено значимо более низкое число клеток, положительных на VEGF, и плотности депозитов, значимо более высокая плотность MMP-9-положительных преципитатов относительно контрольной группы. Заключение. Внутрисуставные инъекции БМЗ оказывают негативное влияние на СХ и СХК. Ремоделирование тканей суставов реализуется через механизмы активации деградации межклеточного матрикса, о чём свидетельствует высокая экспрессия MMP-9. БМЗ блокирует патологический ангиогенез путём ингибирования VEGF.
The objective of the study was to assess articular cartilage (AC) and subchondral bone (SCB) remodeling, expression of matrix metalloproteinase 9 (MMP-9) in tissues, vascular endothelial growth factor (VEGF) in experimental osteoarthritis (OA). Material and methods Experimental comparative study was conducted on 12 outbred guinea pigs of both sexes aged 28–30 weeks that were divided into 2 groups of 6 animals each. An injury to the knee joints of hind limbs of control and experimental animals was mechanically simulated by closed scarification using a sterile needle. No treatment was provided for controls. Experimental animals were given an intraarticular injection of betamethasone (BMZ) of 0.1 mg/kg every two weeks after two weeks of injury. Two subjects of each group were euthanized at 30, 45, 60 days and knee samples collected. Immunohistochemical expression of VEGF and MMP-9 was determined in tissues. Results A statistically significant decrease in VEGF positive chondrocytes and precipitate density, an increase in positive chondrocytes and intensity of tissue response to MMP-9 as compared to those in controls was observed in BMZ animals at 30 days of experiment. A statistically significant decrease in VEGF positive cells and precipitate density, an increase in VEGF positive chondrocytes as compared to those in controls were observed in BMZ animals at 45 days of experiment. Significant reduction in VEGF positive cells and deposit density, significantly higher density of MMP-9 positive precipitates as compared to those in controls were noted at 60 days of BMZ injections. Conclusion Intraarticular injections of BMZ demonstrated a negative effect on AC and SCB with articular tissue remodeling initiated through activation mechanisms of extracellular matrix degradation, as evidenced by high expression of MMP-9. BMZ was shown to block pathological angiogenesis via VEGF inhibition.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.