sábado 07 de diciembre de 2019 - Edición Nº282
Vet Market » Divulgación » 26 nov 2019

Investigación

Desarrollan una nueva técnica para el estudio de las articulaciones

Investigadores han creado una nueva técnica que permite determinar con mayor precisión el comportamiento de las articulaciones en afecciones como la osteoartritis.


Una amplia coalición de científicos del Royal Veterinary College (RVC), de la Universidad Napier de Edimburgo, de la UCL,  de la Universidad Estatal de Oregón (EE. UU.), de 3Dmagination y de Diamond Light Source, ha desarrollado una técnica innovadora para el estudio del comportamiento de las articulaciones en afecciones como la osteoartritis. Esto tiene implicaciones importantes, dada la gran carga social, de salud y financiera de la osteoartritis a nivel mundial.

La osteoartritis es una afección que hace que las articulaciones se vuelvan dolorosas y rígidas. 

Las articulaciones responden y absorben cargas en una amplia gama de escamas a lo largo de la vida deformando las estructuras de tejidos blandos y huesos. 

El nivel de deformación se mide en la escala nanométrica dentro de estructuras como las fibras de colágeno, en la escala de micras en los condrocitos y la macroescala en los huesos. 

Anteriormente, estas cepas solo se habían medido a escala submilimétrica en uniones enteras durante la carga. 

Este último trabajo midió estas cepas con una precisión de más de 100 nanómetros, más de 1.000 veces con mayor precisión, en las articulaciones de la rodilla del ratón en diferentes etapas durante el inicio de la osteoartritis.

Los métodos de imágenes de alta resolución anteriores se han visto limitados por tratamientos de muestra destructivos, restricciones de tamaño de muestra y largos tiempos de exploración. Por lo tanto, esta investigación se realizó para desarrollar una técnica que permitiera la obtención de imágenes de alta resolución y la cuantificación de las deformaciones mecánicas para ayudar a determinar una comprensión más profunda de cómo reaccionan las articulaciones a medida que progresa la osteoartritis.

 

 

Con el fin de mantener tanto la integridad de las muestras como la calidad de las imágenes recogidas, se usó un haz "rosado" de alto flujo, que permitió visualizar fácilmente las características en las articulaciones con una resolución sin precedentes. 

Una máquina de carga y una plataforma de carga a medida permitieron al equipo de investigadores aplicar con precisión cargas idénticas y controladas a las juntas que se estudian. Luego se desarrolló un código para la correlación de volumen digital, un método utilizado para cuantificar las deformaciones 3D en la estructura compleja de la articulación.

El equipo probó esta técnica en ratones STR / Ort machos, que desarrollan osteoartritis con el envejecimiento, al igual que en los humanos, en una variedad de etapas de la enfermedad. Luego se compararon con ratones control de la misma edad que no muestran signos de osteoartritis con el envejecimiento.

El estudio combinó varias tecnologías, incluyendo imágenes tomográficas de rayos X sincrotrón en Diamond Light Source, un marco de carga de nano-precisión diseñado originalmente por UCL para probar componentes de aeroengine, así como un código de software desarrollado por la Oregon State University para medir el movimiento entre 3D posteriores imágenes con una resolución de 1/20 de un vóxel (píxel 3D).

Este avance es importante ya que el cartílago articular debe durar toda la vida para proteger las articulaciones de la fricción y el daño durante el movimiento. Sin embargo, actualmente se desconoce la relación mecánica y estructural entre esta función y los tejidos vecinos y, en particular, cómo interactúan bajo carga articular.

El estudio mostró que los cambios jerárquicos en la estructura del tejido y el comportamiento mecánico se pueden visualizar simultáneamente en las articulaciones sanas y osteoartríticas, y que la estructura del tejido a nivel celular se correlaciona con el rendimiento mecánico de toda la articulación.

Se puede acceder al documento completo a través de Nature Research.  

Fuente: Royal Veterinary College

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