Το ανθρώπινο μοντέλο στην ανάπτυξη οστεοαρθρίτιδας μετα από ρήξη και αποκατάσταση προσθίου χιαστού συνδέσμου: μελέτη παρακολούθησης σε κλινικό απεικονιστικό - μοριακό επίπεδο

Abstract

The natural history of the anterior cruciate ligament (ACL) deficient knee is the development of premature osteoarthritis. However, several issues require further investigation: which is the optimal time interval from the injury to perform an ACL reconstruction (ACLR)? How is the articular cartilage and menisci influenced at this time and how do these structures respond after ACLR? What is the potential contribution of novel magnetic resonance imaging modalities for the detection of chondral lesions prior to surgery as well as a non-invasive follow-up tool? Last but not least, what occurs in the biochemical and molecular environment of the chondrocyte of the ACL deficient knee and what is the significance of the time elapsed from injury for the development of premature osteoarthritis of the knee?A total of 109 patients who underwent an ACLR from 2009 till 2011 were evaluated clinically, 3.0 T magnetic resonance imaging morphological sequences were applied and articular cartilage samples were harvested and molecularly tested. The incidence of higher grade(III and IV) chondral lesions is much higher in patients who were submitted to ACLR 12 or more months after the knee injury, compared with patients who received an ACLR in an acute (within 3 months) or sub acute fashion (3 to 12 months). The superiority of arthroscopy versus 3.0T MRI regarding the detection of chondral lesions is indisputable, nevertheless the introduction of novel sequences could facilitate a more reliable non-invasive method of detecting and grading articular cartilage lesions.Furthermore, our study demonstrated an increased expression of inflammatory, catabolic and apoptotic agents from the chondrocytes of the ACL deficient knee and a correlation with the time from injury, thus enhancing the cartilage degradation. These metabolic alterations are similar to those implicated in the pathogenesis of osteoarthritis, suggesting that pharmaceutical factors influencing cartilage homeostasis could lead to more effective treatment strategies of posttraumatic arthritis.In the last section, clinical and imaging data at 3.0 T MRI from 29 patients at mean 2 years follow-up are demonstrated. Despite the high level of satisfaction of the patients as deflected at the self -assessment questionnaires and clinical evaluation, 65% of the patients presented a chondral lesion (almost double compared with baseline). The greatest increase in the progression of lesions concerned the lateral femoral condyle, followed by patella and medial femoral condyle, suggesting that knee kinematics are not fully restored after ACLR. Surgery protected the meniscal integrity but did not seem to have a chondroprotective effect, even in the group of patients with intact menisci at the time of ACLR. Thus, extended in vivo and in vivo embiomechanical studies are further required to optimize surgical techniques and resemble the natural ACL anatomy.

Η φυσική ιστορία του γόνατος μετά από ρήξη ΠΧΣ είναι η ανάπτυξη πρώιμης οστεοαρθρίτιδας. Ωστόσο υπάρχουν ζητήματα που χρήζουν περαιτέρω διερεύνησης από τη βιβλιογραφία: ποιος είναι ο κατάλληλος χρόνος για τη χειρουργική αποκατάσταση του προσθίου χιαστού; πώς επηρεάζεται ο αρθρικός χόνδρος και οι μηνίσκοι στο διάστημα αυτό και πώς εξελίσσονται οι βλάβες αυτές με το χρόνο, μετά την αποκατάσταση του ΠΧΣ; ποια μπορεί να είναι η συμβολή των νέων απεικονιστικών μεθόδων στην ανίχνευση των χόνδρινων βλαβών πριν το χειρουργείο, αλλά και ως αναίμακτη μέθοδος follow up; Τέλος, πώς διαμορφώνεται το μοριακό-βιοχημικό περιβάλλον του χονδροκυττάρου μετά από την στροφική κάκωση του γόνατος και τι ρόλο παίζει ο χρόνος ως το χειρουργείο στην ανάπτυξη πρώιμης οστεοαρθρίτιδας;Επιχειρήθηκε η τριπλή προσέγγιση 109 ασθενών μετά από ρήξη προσθίου χιαστού, μέσω της κλινικής αξιολόγησης, απεικόνισης του γόνατος με μαγνητική τομογραφία 3.0 Τesla και λήψης δείγματος χόνδρου για μοριακή ανάλυση. Φαίνεται ότι οι πιθανότητες ανάπτυξης υψηλού βαθμού χόνδρινων βλαβών (3ου και 4ου) είναι πολύ υψηλότερες σε ασθενείς που χειρουργούνται σε διάστημα μεγαλύτερο των 12 μηνών από την αρχική κάκωση, σε σχέση με άτομα που χειρουργούνται ως 3 μήνες ή από 3 ως 12 μήνες από τον τραυματισμό. H υπεροχή της αρθροσκόπησης έναντι της μαγνητικής τομογραφίας 3.0 Τesla ως προς την ανίχνευση χόνδρινων βλαβών είναι αδιαμφισβήτητη, ωστόσο η εισαγωγή νέων ακολουθιών ίσως να οδηγήσει σε μια πιο αξιόπιστη μη-επεμβατική δυνατότητα ανίχνευσης και ταξινόμησης των χόνδρινων βλαβών. Επίσης, η μελέτη μας κατέδειξε ότι τα χονδροκύτταρα μετά από ρήξη ΠΧΣ παράγουν φλεγμονώδεις, καταβολικούς και αποπτωτικούς, παράγοντες και τα αυξημένα επίπεδα έκφρασης αυτών των παραγόντων σχετίζονται με τον χρόνο από την κάκωση του γόνατος, συμβάλλοντας στην αποδόμηση του αρθρικού χόνδρου. Οι μεταβολές αυτές προσομοιάζουν αυτές που επισυμβαίνουν στο γόνατο κατά την ανάπτυξη οστεοαρθρίτιδας, υποδεικνύοντας ότι πιθανώς ο συνδυασμός παραγόντων υπεύθυνων για την ομοιόσταση του χόνδρου και της κατάλληλης χειρουργικής παρέμβασης, να οδηγήσει σε πιο αποτελεσματικές θεραπείες για την μετατραυματική οστεοαρθρίτιδα. Τέλος, παρουσιάζονται στοιχεία από τη μετεγχειρητική παρακολούθηση 29 ασθενών, τόσο κλινικά, όσο και απεικονιστικά με ΜΤ 3Τ. Παρά τα υψηλά επίπεδα ικανοποίησης των ασθενών, όπως αντικατοπτρίζονται στα σκορ αυτό-αξιολόγησης και στην κλινική εξέταση, στο 65% των ασθενών ανιχνεύτηκαν χόνδρινες βλάβες (σχεδόν διπλασιάστηκαν σε σχέση με τις προεγχειρητικές). Η μεγαλύτερη αύξηση αφορούσε τον έξω μηριαίο κόνδυλο και ακολούθησε η επιγονατίδα και ο έσω μηριαίος κόνδυλος, υποδεικνύοντας ότι η κινηματική του γόνατος δεν αποκαθίσταται πλήρως μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧΣ. Η ανακατασκευή ΠΧΣ φαίνεται να έχει προστατευτικό ρόλο όσον αφορά τους μηνίσκους, αλλά όχι και τον αρθρικό χόνδρο, ακόμα και στην ομάδα ασθενών που είχε ακέραιους μηνίσκους προεγχειρητικά. Πιο εκτεταμένες in vitro και in vivo εμβιομηχανικές μελέτες απαιτούνται για τη βελτιστοποίηση των χειρουργικών τεχνικών και την προσέγγιση της φυσιολογικής ανατομίας του ΠΧΣ.