الفهرس 
Histology of Articular CartilageOnly 14 pages are availabe for public view
 |  | from | 172 |  |  |
| | | from | 172 | | |
Abstract
: Osteoarthritis (OA) is the most common joint disorder worldwide characterized by progressive loss of articular cartilage. This study was conducted to evaluate bone marrow mesenchymal stem cells (BMSCs) derived Exosomes as a promising therapy for treating osteoarthritis.
Aim of the work: to study the healing potential of BMSCs derived exosomes on experimentally induced knee osteoarthritis.
Materials and Methods: Forty adult male albino rats, weighing 200-250 gm, were used in this study, five rats used as a source of BM MSCs derived exosomes.
The other thirty-five rats were randomly divided into three main groups
group I: The control group (20 rats) in which the rats were subdivided into four subgroups. Subgroups IA and IB were sacrificed 2 and 6 weeks after the beginning of the experiment. Subgroup IC left for 2 weeks then received intra-articular injection of 0.1ml Phosphate buffer saline (PBS) in right knee joint once weekly for 4 weeks Subgroup ID: left for 2 weeks then given intra-articular injection of purified exosome concentrate in the right knee joint in right knee joint once weekly for 4 weeks then the animals were sacrificed group II:(15 rats) in which OA was induced by intra-articular injection of 2% formaldehyde solution in the right knee joints. The rats of group II were subdivided into two subgroups. Subgroups IIA and IIB were sacrificed 2 and 6 weeks after induction of OA respectively. group III (5 rats), Osteoarthritis induced, as in group II and animals left for 2 weeks then treated by intra-articular injection of purified exosome concentrate after ultracentrifugation collected from conditioned medium of (1 × 106) BMSCs in 0.1ml PBS in right knee joint once weekly for 4 weeks.
The right joints from all groups were collected, decalcified and processed for histological studies. Morphometric and statistical measurements were done.
Results: Histological examination of the right knee joints of OA groups (subgroups IIA and IIB) showed surface erosions, decrease cartilage thickness, chondrocytes with pyknotic nuclei with areas of chondrocytes loss and longitudinal clefts reaching the deep zone. Synovial membrane of group II showed increased thickness of the intima, mononuclear cellular infiltration with abundant collagen fibres and dilated congested blood vessels in subintima, anti-iNOS sections of the synovial membrane showed apparent increase in the number of iNOS-positive brown cytoplasmic granules.Meanwhile, group III showed smooth articular surface, with multiple colonies of chondrocytes and multiple cell nests, anti-PCNA sections showed a significant increase in the mean area percentage of PCNA positive chondrocytes in animals of group Ш when compared to all the other groups.
Conclusion: BMSCs derived exosomes improved OA induced articular cartilage and synovial membrane damage. Therefore, it offers a cell-free treatment of OA and joint damage.
تم تصميم العمل الحالي لدراسة التأثير المحتمل للإكزوسومات المفرزة من خلايا النسيج الأوسط الجذعية علي التهاب المفاصل المستحث تجريبيا لمفصل الركبة في الجرذان البيضاء0
استخدم في هذه الدراسة أربعون جرذاً ذكراً بالغاً وزن الواحد بين 200 و 250 جرامًا, بالإضافة الي خمسة جرذان بيضاء بعمر شهر واحد كمصدر للخلايا الجذعية المستخرجة من نخاع العظم، وقسمت الخمسة والثلاثون الأخرى إلى ثلاث مجموعات رئيسية:
- المجموعة الاولي (المجموعة الضابطة): ضمت عشرين جرذاً. وتم تقسيم هذه الجرذان بشكل متساو إلى اربع مجموعات:
-المجموعة الفرعية 1أ: تتكون من خمسة جرذان تركت بدون معالجة لمدة اسبوعين ثم تم التضحية بهم.
- المجموعة الفرعية 1ب: تتكون من خمسة جرذان تركت بدون معالجة لمدة ست اسابيع ثم تم التضحية بهم.
-المجموعة الفرعية 1ج:تتكون من خمسة جرذان تركوا لمدة أسبوعين دون علاج وبعد ذلك تم إعطاؤهم حقنة داخل المفصل من 0.1 مل من BPS)) في مفصل الركبة اليمنى مرة واحدة أسبوعياً لمدة 4 أسابيع و تم التضحية بهم0
-المجموعة الفرعية 1د:تتكون من خمسة جرذان تُركت لمدة أسبوعين دون علاج وتم إعطاؤهم حقنة داخل المفصل بمركز الاكزوسوم المنقى بعد تنبيذ فائق يتم جمعه من وسط مكيف من (1 × 610) BMSCs في 0.1 مل PBS في مفصل الركبة اليمنى مرة واحدة أسبوعياً لمدة 4 أسابيع ثم تم التضحية بها0
-المجموعة الثانية(مجموعة التهاب العظام): ضمت 10 جرذان. تم تقسيم هذه الجرذان بشكل متساو الي مجموعتين وتم تحفيز التهاب العظام عن طريق الحقن داخل المفصل 0.1 مل من محلول الفورمالديهايد 2 ٪ في مفصل الركبة اليمنى لكل جرذ.
- المجموعة الفرعية1ب: تم التضحية بها بعد أسبوعين من تحفيز التهاب العظام.
-المجموعة الفرعية 2ب: تم التضحية بها بعد 6 أسابيع من تحفيز التهاب العظام.
المجموعة الثالثة(مجموعة التهاب العظام المعالجة بااستخدام الاكزوسومات):
شملت 5 جرذان. تم عمل التهاب العظام ، كما هو الحال في المجموعة الثانية ثم تركت الحيوانات لمدة أسبوعين ثم تم علاجها عن طريق الحقن داخل المفصل بمركز الاكزوسوم المنقى بعد تنبيذ فائق تم جمعه من وسط مكيف (1 × 610) BMSCs في 0.1 مل BPS في مفصل الركبة اليمنى مرة واحدة أسبوعياً لمدة 4 أسابيع0
في نهاية التجربة ، تم التضحية بجميع الحيوانات بعد التخدير باستنشاق الايثر. تم تشريح مفاصل الركبة اليمنى وتقليم الجلد والعضلات (الأنسجة الرخوة). تمت معالجة المفاصل باستخدام التقنيات النسيجية التالية:
1- صبغه الهيماتوكسيلين والايوسين (H&E)
2- صبغه تولودين الزرقاء
3- صبغه الماسون ثلاثية الالوان
4- الصبغه الخلوية الكيميائيه المناعيه لتحديد تكاثر المستضد النووى الخلوى.
5- الصبغه الخلوية الكيميائيه المناعيه لتحديد أوكسيد النيتيرك المستحث0
علاوة على ذلك ، تم إجراء القياسات المورفومترية والإحصائية.
أظهر الفحص النسيجي للعينات المصبوغه بصبغة H & E للمجموعة الفرعية 1ب تآكل سطح الغضروف المفصلى ونقص بؤري في سمك الغضروف المفصلي وكانت علامة المد غير واضحة المعالم ومناطق فقدان الخلايا الغضروفية. أظهر الغشاء الزليلي زيادة بؤرية في زيادة عدد الخلايا المبطنة له وكذلك اتساع واحتقان فى الأوعية الدموية مع تخلل خلايا التهابية احادية النواه0
من ناحية أخرى ، أظهرت المجموعة الفرعية 2ب، شقوقًا طولية فى السطح المفصلى تصل إلى المنطقة العميقة (المنطقة الشعاعية) وعدم وضوح علامة المد. أظهر الغشاء الزليلي زيادة في سماكة البطانة الداخلية مع عدم وضوح التمايز بين البطانة الداخلية والطبقة السفلية. كما ظهر تسلل خلوى أحادي النواة وتكدس ألياف الكولاجين الحمضية فى الطبقة السفلية للغشاء الزليلى.
بالإضافة إلى ذلك ، كان هناك انخفاض كبير يعتد به احصائياً في متوسط سمك الغضروف للمجموعات الفرعية 1ب و 2ب عند مقارنتها بالمجموعات الفرعية الضابطة وكان هناك انخفاض كبير يعتد به احصائياً في متوسط سمك الغضروف للمجموعة الفرعية 2ب مقارنة بالمجموعة الفرعية 1ب0
أظهر الفحص النسيجي للعينات المصبوغه بصبغة H & E للمجموعة الثالثة أن السطح المفصلي لمفصل الركبة كان أملسًا. ظهرت الخلايا الغضروفية وهي متواجدة فى التجاويف الخاصه بها مع وجود مستعمرات متعددة من الخلايا الغضروفية وأعشاش خلوية متعددة وعلامة مد محددة جيدًا. كما أظهر الغشاء الزليلي بطانة رقيقة مقارنة بالمجموعة ب ولوحظ عدد قليل من الخلايا الالتهابية في السدى تحت الطبقة المبطنة ظهرت بوضوح كلا من الخلايا الدهنية الجوفاء والأوعية الدموية والنسيج الضام الهالي الرخو0
وقد اتخذت مادة الاساس للغضروف المصبوغ بصبغة التولودين الزرقاء لونا باهتا في المجموعتين الفرعيتين 1ب و 2ب مقارنة بالمجموعات الفرعيه الضابطه ومن ناحية اخرى فقد زادت كثافة اللون في المجموعه الثالثه زيادة يعتد بها احصائياً مقارنة بالمجموعتين الفرعيتين 1ب و 2ب.
وقد تبين من الفحص المجهرى لمقاطع الغضروف المصبوغه بصبغة الماسون ثلاثية الالوان وجود قليل من ألياف الكولاجين المصبوغه باللون الاخضر في المجموعة الفرعية 1ب مقارنة بالمجموعات الفرعية الضابطة ومن ناحية اخرى زيادة ألياف الكولاجين الخضراء بين مستعمرات الخلايا الغضروفية في المجموعة الثالثه مقارنة بمجموعة التهاب العظام.
وبالفحص المجهرى لمقاطع الغشاء الزليلى المصبوغة بصبغة الماسون ثلاثية الالوان تبين ترسب ملحوظ من الياف الكولاجين فى السدى تحت الطبقة المبطنة النسيج الزلالى فى المجموعتين الفرعيتين 1ب و 2ب مع زيادة يعتد بها احصائيا فى متوسط المساحة المئوية لألياف الكولاجين في هاتين المجموعتين الفرعيتين مقارنة بالمجموعات الفرعية الضابطه بينما قل ترسب الكولاجين فى السدى تحت الطبقة المبطنة مع وجود نقص يعتد به احصائياً في متوسط المساحة المئوية لألياف الكولاجين فى هذه المجموعة اذا ماقورنت بالمجموعة الثانية.
واما الفحص المجهرى لمقاطع الغضروف المصبوغ بالصبغة الخلوية الكيميائية المناعية لتحديد التكاثر للمستضد النووى الخلوى فقد اظهرت أنوية العديد من الخلايا الغضروفية تفاعلاً ايجابياً للصبغة فى المجموعة الثالثه مقارنة بكل المجموعات الفرعية الاخرى0
بينما اظهر الفحص المجهرى لمقاطع الغشاء الزليلى المصبوغة بالصبغة الخلوية الكيميائية المناعية لتحديد أوكسيد النيتيريك المستحث العديد من الخلايا الموجبة للصبغة فى المجموعتين الفرعيتين 1ب و2ب مع زيادة يعتد بها احصائيا فى متوسط المساحة المئوية للخلايا الموجبة لأوكسيد النيتيريك المتحث في هاتين المجموعتين الفرعيتين مقارنة بالمجموعات الفرعية الضابطه ومن ناحية اخرى قلت الخلايا الموجبة في الغشاء الزليلى فى المجموعة الثالثة مع وجود نقص يعتد به احصائياً في متوسط المساحة المئوية للخلايا الموجبة لأوكسيد النيتيريك المتحث فى هذه المجموعة اذا ماقورنت بالمجموعتين الفرعيتين 1ب و 2ب0
الخلاصة:
على الرغم من أن هذه الدراسة أظهرت أن الإكزوسومات المفرزة من خلايا النسيج الأوسط الجذعية فعالة في تجديد الغضاريف ،الا انه لا تزال هناك بعض القيود على الدراسة الحالية
التوصيات:
ويُوصى في الدراسات المستقبلية ، أن يكون هناك تحديداً للتوافر البيولوجي والتوزيع الحيوي للإكزوسومات بعد الحقن في المفصل. كما يُوصى بأن يُدرس ما إذا كانت هناك نافذة علاجية لحقنات أقل. كما ستكون هناك حاجة لمزيد من الفحوصات في نماذج حيوانية أكبر مثل الأرنب أو الخنزير ، حيث يمكن دراسة اشتراك الاكزوسومات مع السقالات لعلاج عيوب الغضروف وهشاشة العظام