The role of PPARgamma in cartilage growth and development using cartilage-specific PPARgamma knockout mice

Le cartilage est un tissu conjonctif composé d’une seule sorte de cellule nommée chondrocytes. Ce tissu offre une fondation pour la formation des os. Les os longs se développent par l'ossification endochondral. Ce processus implique la coordination entre la prolifération, la différenciation et l'apoptose des chondrocytes, et résulte au remplacement du cartilage par l'os. Des anomalies au niveau du squelette et des défauts liés à l’âge tels que l’arthrose (OA) apparaissent lorsqu’il y a une perturbation dans l’équilibre du processus de développement. À ce jour, les mécanismes exacts contrôlant la fonction et le comportement des chondrocytes pendant la croissance et le développement du cartilage sont inconnus. Le récepteur activateur de la prolifération des peroxysomes (PPAR) gamma est un facteur de transcription impliqué dans l'homéostasie des lipides. Plus récemment, son implication a aussi été suggérée dans l'homéostasie osseuse. Cependant, le rôle de PPARγ in vivo dans la croissance et le développement du cartilage est inconnu. Donc, pour la première fois, cette étude examine le rôle spécifique de PPARγ in vivo dans la croissance et le développement du cartilage. Les souris utilisées pour l’étude avaient une délétion conditionnelle au cartilage du gène PPARγ. Ces dernières ont été générées en employant le système LoxP/Cre. Les analyses des souris ayant une délétion au PPARγ aux stades embryonnaire et adulte démontrent une réduction de la croissance des os longs, une diminution des dépôts de calcium dans l’os, de la densité osseuse et de la vascularisation, un délai dans l’ossification primaire et secondaire, une diminution cellulaire, une perte d’organisation colonnaire et une diminution des zones hypertrophiques, une désorganisation des plaques de croissance et des chondrocytes déformés. De plus, la prolifération et la différenciation des chondrocytes sont anormales. Les chondrocytes et les explants isolés du cartilage mutant démontrent une expression réduite du facteur de croissance endothélial vasculaire (VEGF)-A et des éléments de production de la matrice extracellulaire. Une augmentation de l’expression de la métalloprotéinase matricielle (MMP)-13 est aussi observée. Dans les souris âgées ayant une délétion au PPARγ, y est aussi noté des phénotypes qui ressemblent à ceux de l’OA tel que la dégradation du cartilage et l'inflammation de la membrane synoviale, ainsi qu’une augmentation de l’expression de MMP-13 et des néoépitopes générés par les MMPs. Nos résultats démontrent que le PPARγ est nécessaire pour le développement et l’homéostasie du squelette. PPARγ est un régulateur essentiel pour la physiologie du cartilage durant les stades de croissance, de développement et de vieillissement.

Changements matriciels dans le cartilage de l'épiphyse en développement : un événement précoce dans la pathogénie de l'ostéochondrose équine ?

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Homéostasie phosphocalcique et vitamine D : effets sur le cartilage de croissance par la mesure des paramètres physiques, biochimiques et géniques liés à la croissance osseuse

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Évaluation de la stabilité primaire d'une greffe ostéochondrale autologue stabilisée au moyen d'un ciment ostéoconducteur résorbable

L’objectif de cette étude est de vérifier si un ciment ostéoconducteur résorbable utilisé comme technique de fixation de greffons ostéochondraux permet d'obtenir une stabilité initiale supérieure à celle obtenue avec la technique de mosaicplastie originalement décrite. Il s’agit d’une étude biomécanique effectuée sur des paires de fémurs cadavériques bovins. Pour chaque paire de fémurs, des greffons ostéochondraux autologues ont été insérés et stabilisés au moyen d’un ciment biorésorbable (Kryptonite, DRG inc.) sur un fémur alors qu’au fémur controlatéral, les greffons ont été implantés par impaction selon la technique usuelle de mosaicplastie. Des greffons uniques ainsi que des greffons en configuration groupée ont été implantés et soumis à une évaluation biomécanique. Les charges axiales nécessaires pour enfoncer les greffons de 1, 2 et 3 mm ont été comparées en fonction de la technique de stabilisation utilisée, ciment ou impaction, pour chaque configuration de greffons. Les résultats démontrent que les greffons ostéochondraux cimentés uniques et groupés ont une stabilité initiale supérieure à celle de greffons non cimentés sur des spécimens cadavériques bovins. L’obtention d’une plus grande stabilité initiale par cimentation des greffons ostéochondraux pourrait permettre une mise en charge précoce post-mosaicplastie et mener à une réhabilitation plus rapide.

Développement du cartilage articulaire équin du fœtus à l’adulte : imagerie par résonance magnétique et microscopie en lumière polarisée

La structure du cartilage articulaire adulte est caractérisée par la présence de couches créées par l’orientation des fibres de collagène (Benninghoff, 1925). Avant de présenter la structure adulte classique en arcades “de Benninghoff”, le cartilage subit une série de changements au cours de sa maturation (Julkunen et al., 2010; Lecocq et al., 2008). Toutefois, un faible nombre d’études s’est intéressé à la structure du collagène du cartilage articulaire in utero. Notre objectif était d’étudier la maturation de la surface articulaire de l’épiphyse fémorale distale chez le cheval, en employant à la fois l’imagerie par résonance magnétique (IRM) et la microscopie en lumière polarisée après coloration au rouge picrosirius, au niveau de sites utilisés dans les études de réparation tissulaire et de sites prédisposés à l’ostéochondrose (OC). Le but était de décrire le développement normal du réseau de collagène et la relation entre les images IRM et la structure histologique. Des sections provenant de cinq sites de l’épiphyse fémorale distale de 14 fœtus et 10 poulains et adultes ont été colorées au rouge picrosirius, après que le grasset ait été imagé par IRM, dans l’optique de visualiser l’agencement des fibres de collagène de type II. Les deux modalités utilisées, IRM et microscopie en lumière polarisée, ont démontré la mise en place progressive d’une structure en couches du réseau de collagène, avant la naissance et la mise en charge de l’articulation.

Identification et caractérisation des principaux fragments du collagène de type II du cartilage équin, produit in vitro par l'enzyme cathepsine K

La dégradation protéolytique du collagène de type II est considérée comme étant un facteur majeur dans le processus irréversible de dégradation de la matrice cartilagineuse lors d’ostéoarthrose. Outre les collagénases de la famille des métaloprotéinases de la matrice (MMP-1, -8, -13), la cathepsine K est parmi les seules enzymes susceptibles de dégrader la triple hélice intacte du collagène de type II, devenant ainsi un élément pertinent pour les recherches sur l’ostéoarthrose. L’objectif à court terme de notre étude consiste en l’identification et la caractérisation de sites de clivage spécifiques de la cathepsine K sur le collagène de type II équin. La technique d’électrophorèse SDS-PAGE 1D permet la visualisation des produits de digestion et la validation des résultats de la caractérisation moléculaire des fragments protéolytiques. La caractérisation est réalisée en combinant la digestion trypsique précédant l’analyse HPLC-ESI/MS. Les résultats ont permis d’établir les sites, présents sur la carte peptidique de la molécule de collagène de type II équin, des 48 résidus prolines (P) et 5 résidus lysines (K) supportant une modification post-traductionnelle. De plus, 6 fragments majeurs, différents de ceux produits par les MMPs, sont observés par SDS-PAGE 1D puis confirmés par HPLC-ESI/MS, correspondant aux sites suivants : F1 [G189-K190], F2 [G252-P253], F3 [P326-G327], F4 [P428-G429], F5 [P563-G564] et F6 [P824-G825]. Le fragment F1 nouvellement identifié suggère un site de clivage différent de l’étude antérieure sur le collagène de type II bovin et humain. L’objectif à long terme serait le développement d’anticorps spécifiques au site identifié, permettant de suivre l’activité protéolytique de la cathepsine K par immunohistochimie et ÉLISA, dans le cadre du diagnostic de l’ostéoarthrose.

Selective inhibition of inducible nitric oxide synthase prevents lipid peroxidation in cartilage from patients with osteoarthritis.

INTRODUCTION: Emerging evidence indicates that nitric oxide (NO), which is increased in osteoarthritic (OA) cartilage, plays a role in 4-hydroxynonenal (HNE) generation through peroxynitrite formation. HNE is considered as the most reactive product of lipid peroxidation (LPO). We have previously reported that HNE levels in synovial fluids are more elevated in knees of OA patients compared to healthy individuals. We also demonstrated that HNE induces a panoply of inflammatory and catabolic mediators known for their implication in OA cartilage degradation. The aim of the present study was to investigate the ability of inducible NO synthase (iNOS) inhibitor, L-NIL (L-N6-(L-Iminoethyl)Lysine), to prevent HNE generation through NO inhibition in human OA chondrocytes. METHOD: Cells and cartilage explants were treated with or without either an NO generator (SIN or interleukin 1beta (IL-1β)) or HNE in absence or presence of L-NIL. Protein expression of both iNOS and free-radical-generating NOX subunit p47 (phox) were investigated by western blot. iNOS mRNA detection was measured by real-time RT-PCR. HNE production was analysed by ELISA, Western blot and immunohistochemistry. S-nitrosylated proteins were evaluated by Western Blot. Prostaglandin E2 (PGE2) and metalloproteinase 13 (MMP-13) levels as well as glutathione S-transferase (GST) activity were each assessed with commercial kits. NO release was determined using improved Griess method. Reactive oxygen species (ROS) generation was revealed using fluorescent microscopy with the use of commercial kits. RESULTS: L-NIL prevented IL-1β-induced NO release, iNOS expression at protein and mRNA levels, S-nitrosylated proteins and HNE in a dose dependent manner after 24h of incubation. Interestingly, we revealed that L-NIL abolished IL-1β-induced NOX component p47phox as well as ROS release. The HNE-induced PGE2 release and both cyclooxygenase-2 (COX-2) and MMP-13 expression were significantly reduced by L-NIL addition. Furthermore, L-NIL blocked the IL-1β induced inactivation of GST, an HNE-metabolizing enzyme. Also, L-NIL prevented HNE induced cell death at cytotoxic levels. CONCLUSION: Altogether, our findings support a beneficial effect of L-NIL in OA by preventing LPO process in NO-dependent and/or independent mechanisms.

Eficacia del plasma rico en plaquetas en procedimientos médicos estéticos faciales . Evaluación en contorno de ojos.

Introducción: En la actualidad se están implementando nuevas técnicas, para el tratamiento de líneas de expresión facial. El Plasma Rico en Plaquetas (PRP) utiliza factores de crecimiento humano autólogos con fines médicos estéticos. El objetivo de este trabajo fue evaluar el tratamiento con plasma rico en plaquetas en el manejo del rejuvenecimiento periocular. Materiales y métodos: Estudio descriptivo retrospectivo en una cohorte de 27 pacientes entre 30 a 70 años de ambos sexos,tratados con PRP sin tratamientos médicos estéticos previos . Se compararon fotografías del sistema VISIA®, previo y posterior el PRP, para determinar los cambios del área periocular. Con análisis comparativo de medias utilizando pruebas t de student. Resultados: De 27 historias clínicas revisadas 96,3% eran mujeres, la edad promedio fue de 52.67 años. Se observaron cambios clínicos satisfactorios en el manejo del foto envejecimiento periocular con mejoría estadísticamente significativa entre el promedio inicial y el post tratamiento en arrugas, textura y porfirinas (p: 0.000). No se observaron diferencias estadísticamente significativas entre los grupos de edad (p = 0,62). Los pacientes analizados posterior al tratamiento se encuentran en mejor estado que el 63,78% de la población de su mismo sexo, edad y fototipo de piel. Los eventos adversos fueron disminuyendo en su frecuencia en cada una de las sesiones siguientes. Discusión: El PRP proporciona una mejoría global en los parámetros de envejecimiento periocular lo cual se correlaciono con los estudios previos in vitro. Conclusiones: El PRP es seguro y eficaz en contorno de ojos.

Influence of the lateral pterygoid muscle on the growth of the mandibular condilar cartilage

At the end of the last century, a model to explain clinical observations related to the mandibular growth was developed. According to it, the lateral pterigoid muscle (LPM) was one of the main modulators of the differentiation of mesenquimal cells inside the condyle to condroblasts or osteoblasts, and therefore of the growth of the mandibular condilar cartilage (CCM). The main components of the model were the humoral and the mechanical. Nowadays, the humoral would include growth factors such as IGF-I, FGF-2 and VEGF, which seem to be involved in mandibular growth. Since skeletal muscle can secrete these growth factors, there is a possibility that LPM modulates the growth of CCM by a paracrine or endocrine mechanism. The mechanical component derived from the observations that both the blood flow inside the temporomandibular joint (ATM) and the action of the retrodiscal pad on the growth of the CCM, depend, in part, on the contractile activity of the LPM. Despite the fact that there are some results suggesting  hat LPM is activated under conditions of mandibular protrusion, there is no full agreement on whether this can stimulate the growth of CCM. In this review, the contributions and limitations of the works related to mandibular growth are discussed and a model which integrates the available information to explain the role of the LPM in the growth of the CCM is proposed.

Educa graft.

Este proyecto de innovación educativa se presentó en el Congreso Internacional de Innovación en la Educación celebrado en Valladolid los dias 26, 27 y 28 de abril de 2005

Acellular Dermal Matrix Graft for Gingival Augmentation: A Preliminary Clinical, Histologic, and Ultrastructural Evaluation

Background: The aim of this study was to evaluate clinically, histologically, and ultrastructurally the integration process of the acellular dermal matrix used to increase the band of keratinized tissue while achieving gingival inflammation control. Methods: Ten patients exhibiting a mucogingival problem with bands of keratinized tissue <= 1 mm and gingival inflammation of the related teeth were included in the study. The surgical procedures were performed to augment the gingival tissue using acellular dermal matrix. Clinical measurements were assessed at baseline and after 3 months. A specimen of the allograft and surrounding tissues was obtained immediately before the surgery and 4 minutes and 1, 2, 3, 4, 6, and 10 weeks after grafting. Results: Clinically, a gain of keratinized tissue of 2.92 +/- 0.65 mm was observed after 3 months. Histologically and ultrastructurally, many macrophages were observed phagocytosing preexisting collagen fibers in the first weeks. From week 2 on, fibroblasts synthesizing new collagen, epithelial cells colonizing the graft surface, and revascularization were noticed. After 6 weeks it was difficult to find the acellular dermal matrix preexisting collagen fibers. This process of substitution was completed after 10 weeks, when the reepithelialization of the entire graft throughout a well-structured basement membrane was achieved. Conclusion: The acellular dermal matrix graft seemed to be an easily handled material for use in keratinized tissue augmentation that, in humans, was substituted and completely reepithelialized in 10 weeks according to histologic and ultrastructural results. J Periodontol 2009;80:253-259.

Subepithelial connective tissue graft for root coverage in smokers and non-smokers: A clinical and histologic controlled study in humans

Background: The aim of this study was to evaluate root coverage of gingival recessions and to compare graft vascularization in smokers and non-smokers. Methods: Thirty subjects, 15 smokers and 15 non-smokers, were selected. Each subject had one Miller Class I or II recession in a non-molar tooth. Clinical measurements of probing depth (PD), relative clinical attachment level (CAL), gingival recession (GR), and width of keratinized tissue (KT) were determined at baseline and 3 and 6 months after surgery. The recessions were treated surgically with a coronally positioned flap associated with a subepithelial connective tissue graft. A small portion of this graft was prepared for immunohistochemistry. Blood vessels were identified and counted by expression of factor VIII-related antigen-stained endothelial cells. Results: Intragroup analysis showed that after 6 months there a was gain in CAL, a decrease in GR, and an increase in KT for both groups (P<0.05), whereas changes in PD were not statistically significant. Smokers had less root coverage than non-smokers (58.02% +/- 19.75% versus 83.35% +/- 18.53%; P<0.05). Furthermore, the smokers had more GR (1.48 +/- 0.79 mm versus 0.52 +/- 0.60 mm) than the nonsmokers (P<0.05). Histomorphometry of the donor tissue revealed a blood vessel density of 49.01 +/- 11.91 vessels/200x field for non-smokers and 36.53 +/- 10.23 vessels/200x field for smokers (P<0.05). Conclusion: Root coverage with subepithelial connective tissue graft was negatively affected by smoking, which limited and jeopardized treatment results.

Comparison between two surgical techniques for root coverage with an acellular dermal matrix graft

Aim: The aim of this randomized, controlled, clinical study was to compare two surgical techniques with the acellular dermal matrix graft (ADMG) to evaluate which technique could provide better root coverage. Material and Methods: Fifteen patients with bilateral Miller Class I gingival recession areas were selected. In each patient, one recession area was randomly assigned to the control group, while the contra-lateral recession area was assigned to the test group. The ADMG was used in both groups. The control group was treated with a broader flap and vertical-releasing incisions, and the test group was treated with the proposed surgical technique, without releasing incisions. The clinical parameters evaluated before the surgeries and after 12 months were: gingival recession height, probing depth, relative clinical attachment level and the width and thickness of keratinized tissue. Results: There were no statistically significant differences between the groups for all parameters at baseline. After 12 months, there was a statistically significant reduction in recession height in both groups, and there was no statistically significant difference between the techniques with regard to root coverage. Conclusions: Both surgical techniques provided significant reduction in gingival recession height after 12 months, and similar results in relation to root coverage.

Effects of Early Functional Loading on Maintenance of Free Autogenous Bone Graft and Implant Osseointegration: An Experimental Study in Dogs

Purpose: The aim of the present study was to investigate the healing, integration, and maintenance of autogenous onlay bone grafts and implant osseointegration either loaded in the early or the delayed stages. Materials and Methods: A total of 5 male clogs received bilateral blocks of onlay bone grafts harvested from the contralateral alveolar ridge of the mandible. On one side, the bone block was secured by 3 dental implants (3.5 mm x 13.0 mm, Osseospeed; Astra Tech AB, Molndal, Sweden). Two implants at the extremities of the graft were loaded 2 clays after installation by abutment connection and prosthesis (simultaneous implant placement group); the implant in the middle remained unloaded and served as the control. On the other side, the block was fixed with 2 fixation screws inserted in the extremities of the graft. Four weeks later, the fixation screws were replaced with 3 dental implants. The loading procedure (delayed implant placement group) was performed 2 clays later, as described for the simultaneous implant placement sites. The animals were sacrificed 12 weeks after the grafting procedure. Implant stability was measured through resonance frequency analysis. The bone volume and density were assessed on computed tomography. The bone to implant contact and bone area in a region of interest were evaluated on histologic slides. Results: The implant stability quotient showed statistical significance in favor of the delayed loaded grafts (P=.001). The bone-to-implant contact (P=.008) and bone area in a region of interest (P=0.005) were significantly greater in the delayed group. Nevertheless, no difference was found in terms of graft volume and density between the early loaded and delayed-loaded approaches. Conclusions: The protocol in which the implant and bone graft were given delayed loading allows for effective quality of implant osseointegration and stabilization, with healing and remodeling occurring in areas near the implant resulting in denser bone architecture. (C) 2010 American Association of Oral and Maxillofacial Surgeons J Oral Maxillofac Sing 68:825-832, 2010

Immunohistochemical, tomographic and histological study on onlay bone graft remodeling. Part II: calvarial bone

Objectives Little information is available on the molecular events that occur during graft incorporation over time. The calvarial bone (Cb) grafts have been reported to produce greater responses compared with other donor regions in maxillofacial reconstructions, but the scientific evidences for this are still lacking. The objectives of this study are (1) to study the morphological pattern of Cb onlay bone grafts and compare them with the biological events through immunohistochemical responses and (2) to establish the effects of perforations in maintaining the volume and bone density of the receptor bed. Material and methods Sixty New Zealand White rabbits were submitted to Cb onlay bone grafts on the mandible. In 30 rabbits, the receptor bed was perforated (perforated group), while for the remaining animals the bed was kept intact (non-perforated group). Six animals from each group were sacrificed at 5, 7, 10, 20 and 60 days after surgery. Histological sections from the grafted area were prepared for immunohistochemical and histological analyses. Immuno-labeling was found for proteins Osteoprotegerin (OPG), receptor activator of nuclear factor-kappa beta ligand (RANKL), alkaline phosphatase (ALP), osteopontin (OPN), vascular endothelial growth factor (VEGF), tartrate-resistant acid phosphatase (TRAP), Type I collagen (COL I) and osteocalcin (OC). The tomography examination [computerized tomography (CT) scan] was conducted just after surgery and at the sacrifice. Results The histological findings revealed that the perforations contributed to higher bone deposition during the initial stages at the graft-receptor bed interface, accelerating the graft incorporation process. The results of the CT scan showed lower resorption for the perforated group (P < 0.05), and both groups showed high bone density rates at 60 days. This set of evidences is corroborated by the immunohistochemical outcomes indicating that proteins associated with revascularization and osteogenesis (VEGF, OPN, TRAP and ALP) were found in higher levels in the perforated group. Conclusions These findings indicate that the bone volume of calvarial grafts is better maintained when the receptor bed is perforated, probably resulting from more effective graft revascularization and greater bone deposition. The process of bone resorption peaked between 20 and 60 days post-operatively in both groups although significantly less in the perforated group. To cite this article:Pedrosa Jr WF, Okamoto R, Faria PEP, Arnez MFM, Xavier SP, Salata LA. Immunohistochemical, tomographic and histological study on onlay bone grafts remodeling. Part II: calvarial bone.Clin. Oral Impl. Res. 20, 2009; 1254-1264.doi: 10.1111/j.1600-0501.2009.01747.x.