RANKL protein is expressed at the pannus-bone interface at sites of articular bone erosion in rheumatoid arthritis

Objectives. Receptor activator of NF-kappa B ligand (RANKL) and osteoprotegerin (OPG) have been demonstrated to be critical regulators of osteoclast generation and activity. In addition, RANKL has been implicated as an important mediator of bone erosion in rheumatoid arthritis (RA). However, the expression of RANKL and OPG at sites of pannus invasion into bone has not been examined. The present study was undertaken to further elucidate the contribution of this cytokine system to osteoclastogenesis and subsequent bone erosion in RA by examining the pattern of protein expression for RANKL, OPG and the receptor activator of NF-kappa B (RANK) in RA at sites of articular bone erosion. Methods. Tissues from 20 surgical procedures from 17 patients with RA were collected as discarded materials. Six samples contained only synovium or tenosynovium remote from bone, four samples contained pannus-bone interface with adjacent synovium and 10 samples contained both synovium remote from bone and pannu-bone interface with adjacent synovium. Immunohistochemistry was used to characterize the cellular pattern of RANKL, RANK and OPG protein expression immediately adjacent to and remote from sites of bone erosion. Results. Cellular expression of RANKL protein was relatively restricted in the bone microenvironment; staining was focal and confined largely to sites of osteoclast-mediated erosion at the pannus-bone interface and at sites of subchondral bone erosion. RANK-expressing osteoclast precursor cells were also present in these sites. OPG protein expression was observed in numerous cells in synovium remote from bone but was more limited at sites of bone erosion, especially in regions associated with RANKL expression. Conclusions. The pattern of RANKL and OPG expression and the presence of RANK-expressing osteoclast precursor cells at sites of bone erosion in RA contributes to the generation of a local microenvironment that favours osteoclast differentiation and activity. These data provide further evidence implicating RANKL in the pathogenesis of arthritis-induced joint destruction.

Articular cartilage glycosaminoglycans inhibit the adhesion of endothelial cells

Articular cartilage undergoes severe loss of proteoglycan and its constituent glycosaminoglycans (GAGs) in osteoarthritis. We hypothesize that the low GAG content of osteoarthritic cartilage renders the tissue susceptible to pathological vascularization. This was investigated using an in vitro angiogenesis model assessing endothelial cell adhesion to GAG-depleted cartilage explants. Bovine cartilage explants were treated with hyaluronidase to deplete GAG content and then seeded with fluorescently tagged human endothelial cells (HMEC-1). HMEC-1 adherence was assessed after 4 hr and 7 days. The effect of hyaluronidase treatment on GAG content, chondrocyte viability, and biochemical composition of the extracellular matrix was also determined. Hyaluronidase treatment reduced the GAG content of cartilage explants by 78 ± 3% compared with that of controls (p <0.0001). GAG depletion was associated with significantly more HMEC-1 adherence on both the surface (superficial zone) and the underside (deep zone) of the explants (both p <0.0001). The latter provided a more favorable environment for extended culture of HMEC-1 compared with the articulating surface. Hyaluronidase treatment altered the immunostaining for chondroitin sulfate epitopes, but not for lubricin. Our results support the hypothesis that articular cartilage GAGs are antiadhesive to endothelial cells and suggest that chondroitin sulfate and/or hyaluronan are responsible. The loss of these GAGs in osteoarthritis may allow osteochondral angiogenesis resulting in disease progression.

An investigation of primary human cell sources and clinical scaffolds for articular cartilage repair

Damage to articular cartilage of the knee can be debilitating because it lacks the capacity to repair itself and can progress to degenerative disorders such as osteoarthritis. The current gold standard for treating cartilage defects is autologous chondrocyte implantation (ACI). However, one of the major limitations of ACI is the use of chondrocytes, which dedifferentiate when grown in vitro and lose their phenotype. It is not clear whether the dedifferentiated chondrocytes can fully redifferentiate upon in vivo transplantation. Studies have suggested that undifferentiated mesenchymal stem or stromal cells (MSCs) from bone marrow (BM) and adipose tissue (AT) can undergo chondrogenic differentiation. Therefore, the main aim of this thesis was to examine BM and AT as a cell source for chondrogenesis using clinical scaffolds. Initially, freshly isolated cells were compared with culture expanded MSCs from BM and AT in Chondro-Gide®, Alpha Chondro Shield® and Hyalofast™. MSCs were shown to grow better in the three scaffolds compared to freshly isolated cells. BM MSCs in Chondro-Gide® were shown to have increased deposition of cartilage specific extracellular matrix (ECM) compared to AT MSCs. Further, this thesis has sought to examine whether CD271 selected MSCs from AT were more chondrogenic than MSCs selected on the basis of plastic adherence (PA). It was shown that CD271+MSCs may have superior chondrogenic properties in vitro and in vivo in terms of ECM deposition. The repair tissue seen after CD271+MSC transplantation combined with Alpha Chondro Shield® was also less vascularised than that seen after transplantation with PA MSCs in the same scaffold, suggesting antiangiogenic activity. Since articular cartilage is an avascular tissue, CD271+MSCs may be a better suited cell type compared to the PA MSCs. Hence, this study has increased the current understanding of how different cell-scaffold combinations may best be used to promote articular cartilage repair.

Análise da variabilidade da marcha de indivíduos com comprometimento articular unilateral do quadril por meio de sensores inerciais

Data variability analysis has been the focus of a number of studies seeking to capture differences of patterns generated by biological systems. Although several studies related to gait employ the analysis of variability in their observations, we noticed a lack of such information for subjects with unilateral coxarthrosis undergoing total hip arthroplasty (THA). To tackle this deficiency of information, we conducted a study of the gait on a treadmill with10 healthy subjects (30.7 ± 6.75 years old) from G1 and 24 subjects (65 ± 8.5 years old) with unilateral THA from G2. Thus, by means of two inertial measurement units (IMUs) positioned in the pelvis, we have developed a detection method of the step and stride for calculating these intervals and extract the signal characteristics. The variability analysis (coefficient of variation) was performed, taking into consideration the extracted features and the step and stride times. The average and the 95% confidence interval estimate for the average of the step and stride times to each group were in agreement with literature. The mean coefficient of variation for the step and stride times was calculated and compared among groups by the Kruskal-Wallis test with 95% confidence interval. Each component X, Y and Z of the two IMUs (accelerometer, magnetometer and gyroscope) corresponded to a variable. The resultants of each sensor, the linear velocity (accelerometers) and the instantaneous angular displacement (gyroscopes) completed the set of variables. The characteristics were extracted from the signals of these variables to check the variability in the G1 and G2 groups . There were significant differences (p <0.05) between G1 and G2 for the average of the step and stride times. The variability of the step and stride, as well as the variability of all other evaluated characteristics were higher for the group G2 (p <0.05). The method proposed in this study proved to be suitable for the measuring of variability of biomechanical parameters related to the extracted features. All the extracted features categorized the groups. The G2 group showed greater variability, so it is possible that the age and the pathological condition of the hip both contributed to this result.

Synergy between Piezo1 and Piezo2 channels confers high-strain mechanosensitivity to articular cartilage.

Diarthrodial joints are essential for load bearing and locomotion. Physiologically, articular cartilage sustains millions of cycles of mechanical loading. Chondrocytes, the cells in cartilage, regulate their metabolic activities in response to mechanical loading. Pathological mechanical stress can lead to maladaptive cellular responses and subsequent cartilage degeneration. We sought to deconstruct chondrocyte mechanotransduction by identifying mechanosensitive ion channels functioning at injurious levels of strain. We detected robust expression of the recently identified mechanosensitive channels, PIEZO1 and PIEZO2. Combined directed expression of Piezo1 and -2 sustained potentiated mechanically induced Ca(2+) signals and electrical currents compared with single-Piezo expression. In primary articular chondrocytes, mechanically evoked Ca(2+) transients produced by atomic force microscopy were inhibited by GsMTx4, a PIEZO-blocking peptide, and by Piezo1- or Piezo2-specific siRNA. We complemented the cellular approach with an explant-cartilage injury model. GsMTx4 reduced chondrocyte death after mechanical injury, suggesting a possible therapy for reducing cartilage injury and posttraumatic osteoarthritis by attenuating Piezo-mediated cartilage mechanotransduction of injurious strains.

Efeito da ligadura de reposicionamento do perónio em basquetebolistas adultos com instabilidade crónica da tibiotársica

Introdução: A instabilidade crónica da tibiotársica apresenta uma elevada incidência e prevalência nos basquetebolistas, pelo que é fundamental aprofundar as estratégias existentes para a redução das limitações funcionais e mecânicas decorrentes desta condição. Objetivo: comparar o efeito da ligadura de reposicionamento do perónio segundo Mulligan com o de uma ligadura placebo imediatamente após a sua aplicação e após o teste de corrida (Yo-Yo IRT). Metodologia: Estudo cruzado de amostras emparelhadas. Participantes: 16 basquetebolistas adultos (10 homens, 6 mulheres) com instabilidade crónica da tibiotársica com idade média de 21,50 ± 2,76 anos. Procedimentos de avaliação e intervenção: Avaliação do controlo postural estático (teste de apoio unipodal com os olhos fechados numa plataforma de forças durante 15 segundos), performance funcional (hop test em 8 e hop test lateral) e controlo neuromuscular (tempo de latência do músculo longo peronial durante o movimento de inversão repentina) em duas sessões: Mulligan e Placebo. Resultados: Em ambos Hop tests não houve um efeito significativo para o fator ligadura (p>0,17) mas houve para o fator tempo (p<0,03). No tempo de latência do músculo longo peronial, houve um efeito significativo para o fator tempo (p=0,042) e interação significativa entre os dois fatores (p=0,028). Em relação ao controlo postural, nas variáveis de deslocamento do CoP em x e y, área de deslocamento do CoP, velocidade de deslocamento do CoP, e comprimento total do CoP não houve nenhum efeito significativo (p≥0,10). Conclusão: Não há diferenças no controlo postural estático nem na performance funcional de basquetebolistas com instabilidade crónica da tibiotársica entre a ligadura de reposicionamento do perónio de Mulligan e uma ligadura placebo. Contudo, a ligadura de Mulligan parece reduzir o tempo de latência do longo peronial após a corrida quando comparada com uma ligadura placebo.

Tratamiento farmacológico invasivo articular en la artrosis

La degeneración de las articulaciones axiales y periféricas va unida al propio envejecimiento del ser humano. Es responsable del dolor e impotencia funcional, y su fisiopatología es compleja y no del todo conocida. El denominador común en la artrosis es la degeneración del cartílago articular, junto a otras alteraciones secundarias. Su abordaje y manejo del dolor supone todo un reto para las Unidades del Dolor. Históricamente, el tratamiento intervencionista se llevó a cabo mediante infiltraciones a ciegas de diferentes sustancias que alivian el dolor. En la actualidad, la fluoroscopia, y más recientemente los ultrasonidos, son los métodos de elección para la guía de nuestros procedimientos. En cuanto a los fármacos utilizados más comúnmente en nuestras técnicas invasivas articulares destacaremos el ácido hialurónico (AH) y el plasma rico en plaquetas (PRP). Los esteroides siguen siendo, en prácticamente todos los estudios, el estándar de oro o fármaco de referencia y sobre los que se comparan el resto de familias de fármacos. Una exploración exhaustiva del paciente, y un algoritmo de decisiones en cuanto a la decisión de realización de estas técnicas, se antoja necesario, adecuándose a cada lugar de trabajo.

Los diálogos transdisciplinarios: Una forma de articular la Universidad y las organizaciones campesinas

El desarrollo de los territorios y sujetos rurales necesita de nuevas formas de abordar la compresión de sus problemáticas. La universidad y la Unión de campesinos organizados de San Dionisio (UCOSD) llevan desde el 2013 un proceso de diálogo transdisciplinario para generar estrategias de desarrollo económico, humano y de adaptación al cambio climático desde las familias de trece comunidades rurales. A partir de la matriz de necesidades y satisfactores se lograron detectar las principales carencias y potencialidades desde cada comunidad para así identificar los satisfactores sinérgicos y las patologías principales. La destrucción del tejido comunitario, por la desconfianza y la falta de coherencia personal del liderazgo. Esta información se analizó a la luz del plan estratégico de la organización y se obtuvieron unos aprendizajes y líneas de acción: La necesidad de afrontar los conflictos que cada persona arrastra para poder fortalecer la organización, el papel que la asociatividad juega en esa sanación personal, la necesidad de diálogo entre la memo- ria organizativa con las expectativas del relevo generacional. Este diálogo continúa y aspira a clarificar el futuro de la ruralidad en el territorio de San Dionisio y Matagalpa.

Effects of sodium hyaluronate and triamcinolone acetonide on proteoglycan metabolism in equine articular chondrocytes treated with interleukin-1

The objective of this study is to determine if the effects of a high molecular weight sodium hyaluronate (HA) alone or in combination with triamcinolone acetate (TA) can mitigate chondrocyte proteoglycan catabolism caused by interleukin-1 (IL-1) administration. Chondrocytes were collected from fetlock joints of ten horses euthanized for reasons unrelated to joint disease. Chondrocyte pellets were treated with media (negative control); media containing IL-1 only (positive control); or media containing IL-1 with HA only (0.5 or 2.0 mg/mL), TA only (0.06 or 0.6 mg/mL), or HA (0.5 or 2.0 mg/mL) and TA (0.06 or 0.6 mg/mL) in combination. Chondrocyte pellets were assayed for newly synthesized GAG, total GAG content, total DNA content, and mRNA levels of collagen type II, aggrecan, and COX-2. The high concentration of HA (2.0 mg/mL) increased GAG synthesis while the high concentration of TA (0.6 mg/mL) decreased loss of GAG into the media. Both the high concentration of HA and TA increased the total GAG content within the pellet. There was no change in pellet DNA content with either treatment. TA reduced COX-2 mRNA levels as well as aggrecan and collagen type II expression. Treatment with HA had no effect on mRNA levels of COX-2, aggrecan or collagen type II. These results indicate that the high concentration of HA or TA alone or in combination will mitigate effects of IL-1 administration on proteoglycan catabolism of equine articular chondrocytes.

Influência do treino propriocetivo na estabilidade da tibiotársica e no controlo postural em alunos de dança

O ballet baseia-se na precisão e harmonia dos movimentos. Requerendo um alto nível de desenvolvimento de algumas qualidades físicas, o equilíbrio é um fator decisivo para a execução graciosa de movimentos. No entanto, para que se consiga realizar com perfeição todos os movimentos exigidos, muitas são as dificuldades e limitações encontradas pelo bailarino, potenciando assim o surgimento de um grande número de lesões neste grupo (Salles, 2008). Para este trabalho foi feita uma revisão bibliográfica, onde se determinou a entorse da articulação tibiotársica como sendo a lesão mais comum no ballet bem como a importância de um programa de treino propriocetivo com a finalidade de a prevenir. A proprioceção é uma entidade complexa, que engloba diversas variações de modalidade, sendo elas: a sensação de posição, velocidade de resposta e a capacidade de deteção do movimento (Leporace, Metsavaht, & Sposito, 2009). O treino propriocetivo visa restabelecer estabilidade articular (Dias, Pezarat-Correia, Esteves, & Fernandes, 2010).Objetivos. Estudou o efeito de um programa de treino propriocetivo na estabilidade da tibiotársica e no controlo postural nos alunos de danças do Conservatório de Música de Coimbra. Método. Estudo de natureza experimental. Os participantes não tiveram acesso aos resultados das avaliações, até ao final do estudo. A amostra foi de conveniência, de entre os alunos do 1.º curso de dança do Conservatório de Música de Coimbra, tendo-se previsto a inclusão da totalidade do grupo, constituído por 22 alunos (11 no grupo experimental; 11 no grupo de controlo). Resultados. A utilização de testes paramétricos e não paramétricos mostrou que houve diferença estatística significativa entre os dois grupos para as posições bipodal, unipodal meia ponta direita, unipodal meia ponta esquerda e intragrupo para a posição unipodal direita (p<0,05), antes e depois do programa de treino propriocetivo. Não houve diferenças estatisticamente significativas entre os dois grupos para o risco de entorse (p>0,05), mas houve diferenças estatisticamente significativas entre o grupo controlo e grupo experimental para a perceção da instabilidade (p<0,05). Conclusão. O programa de treino propriocetivo na preparação do bailarino possibilita um aumento qualitativo do controlo da postura e da perceção da instabilidade da tibiotársica, no entanto não apresenta nenhuma alteração no risco de entorses.

Análise da relação entre a activação electromiográfica do quadricípite e a posição articular da anca durante a extensão do joelho

Introdução: A avaliação da força muscular é um parâmetro importante para a área de atuação da Fisioterapia como meio de diagnóstico, prognostico, planeamento de tratamentos e avaliação das intervenções terapêuticas. Objetivo: Esta pesquisa teve como objetivo determinar qual a melhor posição da anca para que haja a produção do máximo momento de força muscular e a sua relação com o maior sinal electromiográfico. Participantes: A realização do presente estudo contou com a participação de 30 indivíduos saudáveis, correspondendo a 60 membros inferiores, de ambos os sexos com idades compreendidas entre os 18 e 22 anos sem restrição quanto à prática ou não de atividade física. Metodologia: O protocolo experimental que decorreu no laboratório de fisioterapia da ESTeSC, constou na recolha de informação acerca de parâmetros eletromiográficos de três porções musculares do quadricípite e de picos de momento de força durante as contrações isométricas. A tarefa consistiu na extensão do joelho, numa posição fixa de 5º de flexão, com a anca posicionada em três ângulos clínicos de 25º, 55º e 85º de flexão contra uma resistência externa, oferecida pelo dinamómetro isocinético Biodex System 3. Resultados/Conclusão: Verificou-se que o quadricípite manifestou um maior momento de força na posição de 25º de flexão da anca. Observou-se que apenas a porção muscular do Reto Femoral foi influenciada pela variação da posição articular da anca, manifestando uma maior percentagem de sinal electromiográfico na posição de 25º de flexão da anca e que a relação eletromiográfica/força teve valores mais elevados na posição de 25º de flexão da anca.