SDFT-verwondingen bij paarden en regeneratieve geneeskunde
Superficial digital flexor tendon (SDFT) -verwondingen zijn een belangrijke oorzaak van kreupelheid en verminderd atletisch gedrag binnen de paarden atletische industrie, met een beschreven prevalentie van 8 tot 43% in Volbloed-renpaarden (Dowling, 2000). Dit komt door de hoge prevalentie van deze letsels, de verlengde herstelperiode en de hoge mate van recidief. SDFT-verwondingen zijn trage genezing, waarbij 20-60% van de gewonde renpaarden terugkeert naar volledige atletische vaardigheden, maar waarbij tot 80% van de gewonde rennende paarden bezwijkt om opnieuw te verwonden (Dowling, 2000). Deze neiging om langzaam te genezen, en de constructie van mechanisch minder extracellulaire matrix, is waarschijnlijk te wijten aan het feit dat pezen minimaal vasculair zijn, aanwezige cellen met verminderde mitotische werking, en weinig progenitorcellen hebben die in de weefsels aanwezig zijn. Recente onderzoeken naar mesenchymale stamcellen (MSC's) hebben de potentiële ontwikkeling van het gebruik van regeneratieve geneeskunde als mogelijke nieuwe behandeling voor SDFT-verwondingen geïmpliceerd.
Peesstructuur in een paard
Pezen bestaan meestal uit water (~ 70%); de overige 30% bevat collageen en een collageenvrije matrix. Binnen normale buigpezen is type I collageen het meest gebruikelijk. Typen II, III, IV en V bestaan ook, hoewel in kleinere hoeveelheden in meer specifieke posities binnen de pees. Type II kan worden geplaatst in botachtige inserties en gebieden waar de pees de richtingen verandert om een benige projectie te bedekken, en is ontworpen om weerstand te bieden aan compressie en spanning. Typen III, IV en V worden alleen aangetroffen in basale membranen en endotendon. Collageenmoleculen zijn georganiseerd in microfibrillen, subfibrillen en fibrillen en worden verder gecategoriseerd in fascikels die losjes worden gedeeld door endotons als septa, en de overblijvende matrix bestaat uit tenocyten en glycoproteïnen. Celtypes I, II en III zijn herkend in de fascikels van paardenpezen. De toewijzing van deze cellen verschilt met de leeftijd en kan meestal worden geassocieerd met extracellulaire matrixsynthese. Verschillende glycosaminoglycanen zijn gevonden in normale SDFT's, waaronder chondroïtinesulfaat, kerateensulfaat, dermataansulfaat, heparine, heparinesulfaat en hyaluronzuur. Proteoglycansdecorine, fibromoduline en biglycan komen voor in de gehele SDFT en beïnvloeden de functies van tenocyten, collageenfibrillogenese en dimensionale ordening van vezels; dit heeft invloed op de kracht van de pees. Proteoglycanen spelen mogelijk ook een rol bij het in beslag nemen van groeifactoren in de collageenmatrix.
Pezen bestaan meestal uit water (~ 70%); de overige 30% bevat collageen en een collageenvrije matrix.
Gemeenschappelijke peesblessures van het paard
Natuurlijk voorkomende peesblessures worden beschreven als "fibrillair strekken, slippen en scheuren, gevolgd door fibrilolyse" die is gekoppeld aan de "afgifte van enzymen van beschadigde fibroblasten en ontstekingscellen" (Dowling, 2000). Het is daar dat het genezingsproces begint, gevolgd door bovenliggende fasen van ontsteking, proliferatie, hermodellering en rijping. Type III-collageen is het eerste dat op de plaats van de verwonding wordt geïntegreerd en vormt de interfibrillaire verknopingen die leiden tot vroege sterkte en stabiliteit op de plaats van verwonding. Verhoogde hoeveelheden van type IV en type V collageen ontwikkelen zich dan snel. Na deze acute fasen worden type I collageenvezels het meest duidelijk, en verschijnen vrije type I en type III collageenfibrillen in enigszins mindere hoeveelheden tot ongeveer 6 maanden na verwonding. Vervolgens overheersen type I collageenvezels opnieuw de overhand, hetgeen indicatief is voor de continue hermodellering en normalisatie van het genezende weefsel. Abnormaal hoge niveaus van type III collageen en een afwezigheid van enige rechtlijnige assemblage kunnen aanwezig zijn tot veertien maanden na het letsel. In fibreus littekenweefsel wordt aangenomen dat de abnormale opstelling en samenstelling van matrix, die nog slechtere biomechanica heeft vergeleken met gemiddeld peesweefsel, en de verminderde genezingssnelheid de oorzaak zijn van de verhoogde mate van hernieuwde beschadiging van de SDFT. Voor meer informatie over pezen van paarden en algemene peesblessures (met uitzondering van kniegewonden), raad ik aan te verwijzen naar
Huidige behandelopties in paardengeneeskunde
Er zijn verschillende momenteel geaccepteerde opties beschikbaar voor het behandelen van SDFT-verwondingen. Deze therapeutische opties kunnen worden onderverdeeld in fysieke, farmacologische, chirurgische therapieën. Fysieke therapieën bestaan in de vormen van ijsvorming, koude hydrotherapie, drukverbanden en kraamsteun en zijn beschouwd als de hoeksteen in de eerste fasen van SDFT-letselbehandeling om ontstekingen te verminderen en de kans op verdere schade te verminderen. Fysieke therapieën worden vaak gebruikt in combinatie met medicamenteuze therapieën. Regelingen voor medicamenteuze therapie omvatten gewoonlijk ontstekingsremmers, natriumhyaluronaat, polygesulfateerde glycosaminoglycanen en beta-aminopropionitrilfumaraat. Corrigerende chirurgische opties omvatten momenteel accessoire ligament desmotomy, percutane peessplitsing, synthetische peesimplantaten en tegenirritatie. Andere, minder bestudeerde therapiemogelijkheden zijn onder meer therapeutische ultrageluid met lage intensiteit, laagfrequente infrarood lasertherapie en elektromagnetische veldtherapie. De resultaten van dergelijke behandelingen zijn gevarieerd, omdat er minimaal aantoonbare gegevens zijn dat een van de bovengenoemde therapeutische opties consequent betrouwbare of langetermijnvoordelen heeft gehad. Dit is waarschijnlijk gedeeltelijk te wijten aan de grote variatie in therapietechnieken en voorkeuren van dierenartsen en eigenaren.
Fysieke therapieën bestaan in de vormen van ijsvorming, koude hydrotherapie, drukverbanden en kraamsteun en zijn beschouwd als de hoeksteen in de eerste fasen van SDFT-letselbehandeling om ontstekingen te verminderen en de kans op verdere schade te verminderen.
Mesenchymale stamcel (MSC) -therapie bij paardengeneeskunde
Mesenchymale stamcellen zijn niet-hematopoietische meervoudige stamcellen die van belang zijn voor gebruik bij de therapie van orthopedische letsels bij paarden. Stamcellen worden gecategoriseerd als embryonale of volwassen cellen, afhankelijk van het ontwikkelingsniveau van hun donor. Voor het doel van deze studie zal de focus hier liggen op cellen voor volwassenen. Volwassen stamcellen zijn een normaal verblijvende celpopulatie die in elk weefseltype wordt aangetroffen, en helpen om de juiste orgelvorm te bieden tijdens reguliere cellulaire omzetprocessen. Deze stamcellen hebben ook het vermogen om naar behoefte te differentiëren in andere celtypen van verschillende weefseloorsprongen, die celplasticiteit wordt genoemd. Het gebruik van MSC's voor weefselregeneratie werd eerst bevorderd op basis van dit idee van celplasticiteit; beschadigde weefsels zouden direct worden gestimuleerd door de injectie van MSC's, de cellen zouden de plaats van de verwonding bevolken, differentiëren in het geschikte celtype voor dat weefsel en de regeneratie zou beginnen. Later werd gevonden dat deze cellen ook indirecte regeneratie zouden stimuleren door bioactieve trofische en immuunmodulerende factoren te produceren.
Vetweefsel en beenmerg zijn de twee meest gebruikelijke bronnen van MSC's die worden gebruikt voor paardengeneeskunde, hoewel bronnen zoals perifeer bloed en navelstrengbloed aan populariteit winnen, omdat ze minder invasief zijn. In vergelijking met menselijke MSC's zijn momenteel geen karakteriseringsnormen toegankelijk voor MSC's van dierlijke oorsprong. Daarom gebruiken verschillende bedrijven verschillende methoden om MSC's bij dieren te karakteriseren, waardoor het moeilijk is om onderzoeksresultaten en klinische resultaten van MSC-therapieën die bij paarden worden gebruikt, met elkaar te vergelijken.Hoewel MSC's van dieren kunnen worden geclassificeerd op basis van hun vermogen om zich aan plastic te hechten en te differentiëren, is hun expressie van het oppervlakantigeen nog steeds niet gemakkelijk te identificeren. Deze beperkte beschikbaarheid van specifieke antilichamen in de diergeneeskunde beperkt de mogelijkheden van echte immunofenotypering van MSC's.
Resultaten van de huidige MSC-onderzoeken
In 2003 werd het gebruik van MSC's voor gebruik als therapie voor peesblessures bij paarden eerst gedefinieerd, met slechts vijf onderzoeksartikelen over dit onderwerp gepubliceerd (Van de Walle, 2016). Na die gebeurtenis is het gebruik van MSC's in de regeneratieve geneeskunde van paarden omhooggeschoten, waarbij duizenden paarden nu met deze methode worden behandeld. De werkzaamheid van MSC-therapieën voor paarden is echter nog steeds enigszins onzeker, omdat geschikte controlegroepen niet altijd worden gebruikt en andere biologische factoren vaak worden gebruikt in combinatie met stamcellen. Toch heeft eerder onderzoek een positief verband aangetoond tussen mesenchymale stamceltherapie en gezonde peesregeneratie bij SDFT-verwondingen, waarbij sommigen aantoonden dat het aantal opnieuw gewonden is verminderd (Badial, 2013; Carvalho, 2011; Godwin, 2013; Guercio, 2015; Smith, 2003).
Een studie uit 2013 in het bijzonder gebruikte vergelijkbare methoden als deze studie. In dit vorige onderzoek werden laesies geïnduceerd met behulp van een collagenase-gelinjectie in het metacarpale gebied van de SDFT's van acht paarden van gemengde rassen. Paarden in de behandelingsgroep werden behandeld met een interlesiale injectie van mesenchymale stamcellen afgeleid van vetweefsel gesuspendeerd in bloedplaatjesconcentraat. Na zestien weken behandeling werden biopsieën uitgevoerd voor histopathologische, immunohistochemische en genexpressieanalyses. De resultaten van deze studie toonden aan dat het gebruik van mesenchymale stamcellen en bloedplaatjesconcentraat de progressie van peeslaesies voorkwam, resulteerde in een betere celrangschikking en verminderde ontsteking in vergelijking met de controlegroep. (Badial, 2013)
Een studie uit 2014 van negen paarden met reeds bestaande SDFT-verwondingen wees op bewijs van herstellende weefselprocessen na de behandeling na gebruik van adipeus afgeleide mesenchymale stamcellen als een behandelingsmethode (Guercio, 2014). Een twee jaar durende studie uit 2012 van 141 renpaarden die eigendom waren van klanten en waarbij reeds bestaande verwondingen werden gebruikt, gebruikte stamcellen die waren afgeleid van beenmerg in plaats van van adipose afkomstige cellen, maar die geen nadelige effecten van de behandeling waarnamen; er werd echter een significante afname van de re-blessurecijfers onder racepaarden waargenomen (Godwin, 2012).
Hoewel deze eerdere studies allemaal hebben geprobeerd om een relatie tussen SDFT-verwondingen en mesenchymale stamcellen te observeren, zijn er veel verstorende factoren en veel voor de hand liggende hiaten in dit onderzoek. Sommige studies slaagden er niet in voldoende vakken te gebruiken om afdoend bewijs te leveren, anderen gebruikten een breed scala aan rassen, leeftijden, geslachten en atletische disciplines. Anderen gebruiken verschillende aantallen stamcellen en behandelintervals. Misschien is de grootste verstorende factor dat de meeste van deze studies paarden gebruikten met reeds bestaande verwondingen, waardoor een grote variatie in de letselomvang, ernst, duur, enz. Werd gecreëerd en niet werd vastgesteld of deze factoren een relatie hadden met de resultaten. Door een grotere groep met leeftijd, geslacht, ras en discipline beperkte paarden te gebruiken, een vooraf ingesteld aantal stamcellen, een specifieke verwonding, een behandelplan en een behandelinterval, en door te streven naar het vaststellen van relaties tussen deze factoren en de resultaten, nieuwe studies moeten ernaar streven om verstorende factoren te verminderen en meer overtuigend bewijsmateriaal te verkrijgen. Vanaf dit moment is aanvullend onderzoek nodig om stamceltherapie-effecten bij paardachtigen te onderzoeken.
SDFT-verwondingen en MSC's Quiz
bekijk quizstatistieken
Referenties
Badial, P., Deffune, E., Borges, A., Carvalho, A., Yamada, A., Álvarez, L., Garcia Alves, A. (2013). Peesontsteking met paarden met behulp van mesenchymale stamcellen en bloedplaatjesconcentraten: een gerandomiseerde gecontroleerde studie. Stamcelonderzoek en -therapie, 4(4), 1-13. doi: 10,1186 / scrt236
Crovace, A., Lacitignola, L., Rossi, G., Francioso, E. (2009). Histologische en immunohistochemische evaluatie van autologe gekweekte beenmergmesenchymale stamcellen en mononucleaire cellen in het beenmerg bij door collagenase geïnduceerde tendinitis van de oppervlakkige flexorpees van het paard. Diergeneeskunde Internationaal, 2010, 1-10. doi: 10,4061 / 2010/25097
Dowling, B.A., Dart, A.J., Hodgson, D.R. en Smith, R.K.W. (2000), Oppervlakkige digitale flexore peesontsteking bij het paard. Equine Veterinary Journal32: 369-378. doi: 10,2746 / 042516400777591138
Godwin, E.E., Young, N.J., Dudhia, J., Beamish, I.C. en Smith, R.K.W. (2012). Implantatie van van beenmerg afgeleide mesenchymale stamcellen toont een verbeterd resultaat aan bij paarden met een overbelastingsbeschadiging van de oppervlakkige digitale buigspier. Equine Veterinary Journal, 44 (1): 25-32. doi: 10.1111 / j.2042-3306.2011.00363.x
Guercio, A., Di Marco, P., Casella, S., Russotto, L., Puglisi, F., Majolino, C., Piccione, G. (2015). Mesenchymale stamcellen afgeleid van subcutaan vet en bloedplaatjes-rijk plasma gebruikt in atletische paarden met kreupelheid van de oppervlakkige digitale flexore pees. Journal Of Equine Veterinary Science, 35(1), 19-26. doi: 10.1016 / j.jevs.2014.10.006
Richardson L.E., Dudhia J., Clegg P.D., Smith, R. (2007). Stamcellen in de diergeneeskunde - pogingen om de pees van een paard te herstellen na een blessure. Trends in de biotechnologie, 25(9), 409-16.
Van de Walle, G., De Schauwer, C., Fortier, L. (2016). Mesenchymale stamceltherapie. Equine Clinical Immunology (1st ed.) John Wiley & Sons, Inc. Opgehaald van https://lmunet.illiad.oclc.org/illiad/TNF/illiad.dll?Action=10&Form=75&Value=25484
