Diagnostic de laboratoire de l'arthrose

Dans la plupart des cas, les patients souffrant d'arthrose sont pas de changement dans les tests de sang et d' urine, à l' exception synovite avec épanchement important, pouvant se produire augmentation de ESR, hypergammaglobulinémie, augmentation du taux de phase aiguë - CRP, fibrinogène., Etc. Dans le liquide synovial Étude significativement différent de les indicateurs normaux ne révèlent pas.

Ces dernières années, une recherche intensive de marqueurs biologiques (BM) pour la dégénérescence et la réparation des tissus articulaires (principalement cartilagineux et osseux) est en cours. BM devrait refléter ces changements dynamiques, servir de prédicteurs du pronostic de l'arthrose et des marqueurs de l'efficacité du traitement pathogénétique. La découverte d'une nouvelle étude plus approfondie des marqueurs biologiques connus permettra de mieux comprendre les mécanismes de la pathogenèse de l'arthrose. Cependant, la tâche principale de l'utilisation des marqueurs biologiques du métabolisme cartilagineux est d'évaluer les propriétés chondroprotectrices des médicaments et de surveiller le traitement avec des médicaments appartenant au groupe DMO AD - "modification de la maladie".

Dans l'arthrose, les changements pathologiques se produisent principalement dans le cartilage articulaire, ainsi que dans l'os sous-chondral, la membrane synoviale et d'autres tissus mous de l'articulation. Puisque notre capacité à enquêter directement sur ces structures est limitée, les sources les plus importantes pour la collecte de marqueurs biologiques sont le sang, l'urine et le liquide synovial.

L'examen urinaire est le plus préféré, car il n'est associé à aucune procédure invasive. À notre avis, le matériel idéal pour l'étude est l'urine quotidienne. L'analyse des échantillons d'urine du matin serait plus approprié, cependant, la possibilité de son utilisation est basée uniquement sur le fait que tout tel dosage est utilisé pour la détection de marqueurs biologiques du métabolisme osseux dans l'ostéoporose: on sait que les marqueurs biologiques sont soumis à des rythmes circadiens, et la concentration maximale des marqueurs biologiques de compte du métabolisme osseux pour heures de nuit. À ce jour, aucune information publiée sur les rythmes circadiens des marqueurs biologiques des tissus mous du cartilage, de sorte que la décision finale sur le choix d'une analyse d'urine adéquate sera faite après les études pertinentes.

Le test sanguin se réfère à des analyses cliniques de routine. Certains marqueurs biologiques dans le sang déterminent aujourd'hui, par exemple, les indicateurs de la phase aiguë, d'autres, peut-être dans un proche avenir, seront inclus dans la liste standard des tests biochimiques. Pour chaque marqueur biologique, il est nécessaire de préciser dans quel composant du sang il doit être déterminé - dans le plasma ou le sérum. Les résultats des études indiquent que la concentration des marqueurs biologiques dans le plasma sanguin diffère significativement de celle du sérum. Habituellement, les marqueurs biologiques sont déterminés dans le sérum. Selon V. Rayan et ses coauteurs (1998), la concentration de marqueurs biologiques dans le sang prélevé dans une veine près de l'articulation atteinte et dans une veine plus distante est différente. Ces données indiquent la nécessité de normaliser l'échantillonnage sanguin pour l'étude des marqueurs biologiques.

Filed LJ Attencia et al (1989), le cartilage des articulations synoviales adulte est de seulement 10% du poids total du cartilage hyalin du corps, y compris les disques intervertébraux. Ainsi, la détermination des marqueurs biologiques dans le sang et l'urine reflète un métabolisme systémique plutôt que des changements locaux dans l'articulation touchée par l'arthrose. Le liquide synovial est le plus proche du foyer pathologique dans l' arthrose et reflète probablement le plus précisément les processus qui se produisent dans l'articulation touchée. La concentration de marqueurs biologiques dans le liquide synovial peut être significativement plus élevée que dans le sang, et il est donc plus facile à déterminer. Des exemples comprennent l' épitope aggrécane 846 - dans le liquide synovial , il est 40 fois plus élevé que dans le sérum, le cartilage protéine de matrice oligomère (Hombach) - 10 fois plus élevé que dans le sérum sanguin. Les produits de dégradation dans le liquide synovial reflètent plus précisément les processus cataboliques dans le cartilage articulaire. Le drainage des molécules du liquide synovial à travers le système lymphatique local peut conduire à une diminution de leur taille et même à leur destruction.

Malgré l'invasivité de la technique d'absorption de liquide samovial, associée à un certain nombre de complications possibles, la valeur de la détermination des marqueurs biologiques est évidente. Pour éviter les problèmes avec l'articulation dite sèche, juste avant l'élimination du liquide dans l'articulation, vous pouvez introduire 20 ml de solution isotonique de NaCl. Immédiatement après l'injection de la solution isotonique, le patient doit effectuer 10 fois la flexion-extension du membre dans l'articulation, suivie d'une aspiration rapide du liquide synovial dilué. Selon EM-JA Thonar (2000), une telle dilution de la synoviale affecte le métabolisme dans le cartilage articulaire. Cependant, les résultats de l'étude de FC Robion et co-auteurs (2001) indiquent que le lavage répété des articulations du genou des chevaux ne provoque pas de changements significatifs dans le métabolisme du cartilage. Ces données, bien sûr, nécessitent une confirmation. Par conséquent, pour chaque marqueur biologique au stade de la recherche préclinique chez les animaux, il est nécessaire de déterminer l'effet du lavage de l'articulation sur le changement de sa concentration.

Le point important suivant est la détermination de chaque marqueur biologique de la demi-vie dans le liquide synovial et dans le sang. Sans ces données, l'interprétation des résultats du test sera difficile. Typiquement, la demi-vie des substances biologiquement actives dans le sang est moindre que dans les autres milieux liquides, en raison d'une élimination efficace du foie et des reins. Ainsi, pour chaque marqueur biologique, il est également nécessaire de déterminer le chemin d'élimination. Ainsi, le N-propeptide du collagène de type III sécrétée par le foie par endocytose médiée par les récepteurs, et des fragments de collagène non glycosylées proviennent principalement smochoytakzhe, kakosteokaltsin. Les cellules endothéliales des sinus des lobules hépatiques ont des récepteurs pour les glycosaminoglycanes, de sorte que l'acide hyaluronique et les protéoglycanes sont éliminés par le foie. La demi-vie de l'acide hyaluronique dans le sang est de 2 à 5 minutes. La présence d'une synovite peut accélérer la disparition des marqueurs biologiques des articulations, bien que l'étude chez le lapin n'ait montré aucune différence significative dans la clairance des protéoglycanes en présence et en l'absence de synovite. Ainsi, il est nécessaire d'étudier l'effet de l'inflammation sur les changements dans la concentration des marqueurs biologiques dans les fluides corporels.

Les reins filtrent sélectivement les marqueurs biologiques. Ainsi, les glycosaminoglycanes portant une charge négative élevée, ne peuvent pas pénétrer à travers la membrane basale du rein, alors que les glycosaminoglycanes, tels que le chondroïtine-6-sulfate et le chondroïtine-4-sulfate, sont déterminés dans l'urine.

En plus de la pathologie (en particulier, l'ostéoarthrose), la concentration de marqueurs biologiques dans les fluides corporels peut être affectée par un certain nombre de facteurs:

1. Les rythmes circadiens n'ont été étudiés que pour un petit nombre de marqueurs biologiques. Pour les marqueurs du métabolisme osseux, ils sont étudiés. Ainsi, le pic de concentration en ostéocalcine la nuit, et le collagène réticulations le matin -. 8 h Dans la polyarthrite rhumatoïde, l'IL-6 pic d'activité ont représenté aussi pendant des heures de nuit (environ 2 heures), et plus tôt que ostéocalcine. Ces données ont un certain intérêt dans l'implication de l'IL-6 dans l'inflammation et dans la physiologie du tissu osseux. Le TNF, au contraire, n'a pas de rythmes circadiens. Cependant, les récepteurs de cette cytokine peuvent leur être subordonnés.
2. Péristaltisme L'acide hyaluronique est synthétisé par les cellules synoviales (ainsi que de nombreuses autres cellules) et est un marqueur potentiel de la synovite dans l'arthrose et la polyarthrite rhumatoïde. Cependant, la plus forte concentration de hyaluronate se trouve dans le système lymphatique de l'intestin. Il n'est pas surprenant que la concentration d'acide hyaluronique circulant puisse augmenter après avoir mangé. Ainsi, l'échantillonnage sanguin pour déterminer les marqueurs biologiques doit être effectué sur un estomac vide ou 3 heures après avoir mangé. Et l'influence du péristaltisme sur le niveau des marqueurs biologiques dans le sang nécessite une étude.
3. L'activité physique le matin après le sommeil entraîne une augmentation de la concentration d'acide hyaluronique dans le sang, de la MMP-3 et de l'épitope du sulfate de kératane chez les individus en bonne santé. La charge physique peut modifier la concentration de certains marqueurs dans le liquide synovial et le sérum. Cette augmentation est plus prononcée chez les patients atteints de polyarthrite rhumatoïde, de plus, la concentration de marqueurs biologiques est en corrélation avec l'état clinique de ces patients.
4. Maladies du foie et des reins. La cirrhose provoque une augmentation significative du taux d'acide hyaluronique dans le sérum sanguin et affecte probablement l'élimination des protéoglycanes. Il est connu que les maladies rénales affectent la concentration d'ostéocalcine. Ce problème nécessite également une étude plus approfondie.
5. Âge et sexe Au cours de la croissance du corps, l'activité des cellules de la plaque de croissance augmente, ce qui s'accompagne d'une augmentation de la concentration des marqueurs biologiques squelettiques dans le sérum sanguin. Un exemple est l'augmentation de la concentration de fragments d'aggrécane et de collagène de type II dans le sang périphérique et l'urine des animaux en croissance. Ainsi, l'interprétation des analyses des marqueurs biologiques chez les enfants et les adolescents atteints de maladies du système musculo-squelettique est difficile. Pour de nombreux marqueurs biologiques, une augmentation de la concentration avec le vieillissement a été trouvée. Chez les hommes, la concentration de marqueurs biologiques est significativement plus élevée que celle des femmes dans les tissus cartilagineux et osseux. De plus, chez les femmes ménopausées et postménopausées, des changements dans la concentration des marqueurs biologiques du métabolisme du tissu cartilagineux peuvent être attendus d'une manière similaire à celle observée dans le tissu osseux.
6. Les opérations chirurgicales peuvent également affecter le niveau des marqueurs biologiques, de plus, cet effet peut durer plusieurs semaines.

La base du concept de marqueurs biologiques de l'arthrose est l'hypothèse qu'ils reflètent certains aspects des processus métaboliques dans les tissus des articulations. Cependant, la relation entre les concentrations de marqueurs biologiques dans les milieux liquides du corps et le métabolisme des tissus cartilagineux, synoviaux et autres s'est avérée très compliquée.

Par exemple, la concentration des marqueurs de dégradation du cartilage VCR articulaire du liquide synovial peut dépendre non seulement du degré de dégradation de la matrice, mais aussi d'autres facteurs tels que le degré d'élimination des fragments de molécules de la membrane synoviale, comme mentionné ci-dessus, et le nombre de tissu cartilagineux laissé dans l'articulation.

En dépit des faits ci - dessus, la concentration des marqueurs biologiques dans le liquide synovial est généralement en corrélation avec le métabolisme des molécules de la MEC de cartilage articulaire. Par exemple, en changeant la concentration des fragments d' agrécane épitope 846, Hombach et C-propeptide du collagène de type II dans le liquide synovial après un traumatisme articulaire et dans le développement de l' arthrose en accord avec les changements de taux métabolique de l' aggrécane, Hombach et collagène de type II dans des modèles expérimentaux de l' arthrose chez les animaux et / vivo et dans le cartilage articulaire des patients atteints d'arthrose / et vitro.

L'identification de sources spécifiques de fragments moléculaires est un processus complexe. Une augmentation du degré de libération de fragments de molécules peut se produire à la fois par suite d'une augmentation générale des processus de dégradation qui ne sont pas compensés par des processus synthétiques ou par une dégradation accrue, tout en augmentant simultanément la synthèse des mêmes molécules ECM; dans ce dernier cas, la concentration des molécules VKM ne change pas. Ainsi, il est nécessaire de rechercher des marqueurs spécifiques à la dégradation et à la synthèse. Des exemples du premier peuvent être des fragments d'aggrécane et le second - C-propeptide du collagène 11.

Même si le marqueur biologique est associé à un certain aspect du métabolisme, il est nécessaire de prendre en compte les spécificités de ce processus. Par exemple, les fragments identifiés peuvent être générés à la suite de la dégradation des synthétisées de novo des molécules, qui n'ont pas encore eu le temps d'intégrer dans les molécules fonctionnelles ECM, qui vient d' être construit dans le magnétoscope et, enfin, une molécule ECM constante, ce qui est une importante partie fonctionnelle de la matrice mature. Le problème est également la définition de la zone de matrice spécifique (matrice péricellulaire, territoriale et interterritoriale), qui a servi comme source de marqueurs biologiques présents dans le fluide synovial, le sang ou l' urine. Des études in vitro indiquent que le taux métabolique dans les différentes zones du cartilage articulaire ECM peut être différent. L'étude de certains épitopes associés à la sulfatation des sulfates de chondroïtine permet d'identifier la population de molécules d'aggrécane de novo-synthétisés.

On peut supposer que l'apparition dans le liquide articulaire de fragments de molécules, normalement présents dans le cartilage VKM, est associée au métabolisme de la matrice cartilagineuse. Cependant, ce n'est pas toujours le cas, car il dépend d'un certain nombre de facteurs, notamment sur la façon dont la concentration de la molécule dans le cartilage articulaire est supérieure à celle dans d'autres tissus de l'articulation, et que l'intensité de son métabolisme dans le cartilage est supérieure à celle dans d'autres tissus de l'articulation. Ainsi, le poids total de l'aggrécane dans le cartilage articulaire est significativement supérieure à celle, par exemple, dans le ménisque du genou, avec le poids total de Hombach dans le ménisque ne diffère pas de celle du cartilage articulaire. Et chondrocytes produisent et sinovitsity stromélysine-1, mais le nombre total de cellules dans la membrane synoviale qui dépasse dans le cartilage, de sorte qu'une portion significative détectée dans le fluide synovial d'origine synoviale probablement la stromélysine-1. Ainsi, l'identification d'une source spécifique de marqueurs biologiques est extrêmement complexe et souvent impossible.

Dans l'étude des marqueurs biologiques dans le sérum et l'urine, le problème de la détermination d'une éventuelle source extra-articulaire apparaît. En outre, en cas de lésion monoarticulaire, les marqueurs biologiques attribués par l'articulation touchée peuvent être mélangés avec des marqueurs attribués par des articulations intacts, y compris ceux controlatéraux. La composition du cartilage articulaire est inférieure à 10% de la masse totale du cartilage hyalin du corps. Ainsi, la détermination des marqueurs biologiques dans le sang et l'urine peut être justifiée dans les maladies polyarticulaires ou systémiques (pour l'ostéoarthrose, dans l'ostéoarthrite généralisée).

Les exigences relatives aux marqueurs biologiques dépendent du but pour lequel elles sont utilisées - en tant que test de diagnostic, de pronostic ou d'évaluation. Par exemple, un test diagnostique identifie les différences entre les individus sains et les patients souffrant d'arthrose, ce qui est exprimé par le concept de sensibilité et de spécificité du test. Un test pronostique révèle dans la cohorte des personnes les plus susceptibles de progresser rapidement. Enfin, le test d'évaluation est basé sur la capacité du marqueur à surveiller les changements dans le temps chez un patient individuel. En outre, des marqueurs biologiques peuvent être utilisés pour déterminer la sensibilité des patients à un médicament particulier.

Initialement, il a été supposé que les marqueurs biologiques peuvent servir de tests de diagnostic qui aideront à distinguer l'articulation touchée par l'arthrose d'intacte, ainsi que le diagnostic différentiel avec d'autres maladies articulaires. Ainsi, la détermination de la concentration sérique de sulfate de kératane a été considérée comme un test de diagnostic pour l'arthrose généralisée. Cependant, des études ultérieures ont montré que ce marqueur biologique ne peut que refléter la dégradation des protéoglycanes du cartilage dans certaines situations. Il s'est avéré que la concentration des marqueurs biologiques dans le sérum dépend de l'âge et du sexe du sujet.

Marqueurs biologiques allégués du métabolisme tissulaire dans le liquide synovial et le sérum de patients souffrant d'arthrose

Marqueur biologique	Le processus	Dans le liquide synovial (liens)	Sérum (liens)
1. Raifort
Aggrekan
Fragments de la protéine de base	Dégrossissement de l'agrécane	Lohmander LS. Et al., 1989; 1993	Thonar E.J. M.A. Et al., 1985; Campion G.V. Et al., 1989; MehrabanF. Et al., 1991; Spector T.D. Et al., 1992; Lohmander LS., Thonar E.J.-M.A.,1994; PooleAR et al., 1994) t (Poole A.R. Etal., 1994)
Epitopes de la protéine de nucléocapside (néoépitopes spécifiques de la zone de clivage)	Dégrossissement de l'agrécane	Sandy JD et al., 1992; LohmanderLS. Et al., 1993; LarkM.W. Et al., 1997
Epitopes de sulfates de kératane	Dégrossissement de l'agrécane	Campion G.V. Et al., 1989; Belcher С et al., 1997
Epitopes de sulfate de chondroïtine (846, ZVZ, 7D4 et DR.)	Synthèse / dégradation de l'agrécane	Poole A.R. Et al., 1994; HazellP.K. Et al., 1995; Slater R.R. Jr. Etal., 1995; Plaas A.H.K. Et al., 1997; 1998; Lohmander LS. Etal., 1998
Le rapport de chondroïtine-6 et de chondroïtine-4-sulfates	Synthèse / dégradation de l'agrécane	Shinme iM Et al .. 1993
Anges de chair	Dégradation de petits protéoglycanes	Sandwiches-PrehmP. Et al., 1992
Protéines de la matrice du cartilage
HOMP	Dégradation de HOMP	Saxne Т, Heinegerd D., 1992 », Lohmander L. Et al., 1994, Petersson IF et al., 1997	Sharif M. Et al., 1995
Cartilage de collagène
C-propeptide de collagène de type II	Synthèse du collagène II	ShinmeiM. Etal., 1993; YoshiharaY. Et al., 1995; LohmanderLS. Etal., 1996
Fragments de la chaîne du collagène de type II	La dégradation du collagène II	Hollander AP et al., 1994; Billinghurst RC et al., 1997; AtleyLM. Et al., 1998
MMP et leurs inhibiteurs	Synthèse et sécrétion	De la synovie ou du cartilage articulaire?
II. Menuski
HOMP	Dégradation de HOMP	Du cartilage articulaire, du ménisque ou de la synovie?
Petits protéoglycanes	Dégradation de petits protéoglycanes
III. La synoviale
Acide hyaluronique	Synthèse de l'acide hyaluronique		Goldberg R.L et al., 1991; HedinP.-J. Et al., 1991; Sharif M. Etal., 1995
MMP et leurs inhibiteurs
Stromélizine (MMP-3)	Synthèse et sécrétion de MMP-3	LohmanerLS. Et al., 1993	ZuckerS. Et al., 1994; YoshiharaY. Etal., 1995
Collagénase interstitielle (MMP-1)	Synthèse et sécrétion de MMP-1	Clark IM et al., 1993; LohmanderLS. Et al., 1993	Manicourt D.H. Et al., 1994
TIMP	Synthèse et sécrétion de TIMP	Lohmander LS. Et al., 1993; Manicourt D.H. Et al., 1994	Yoshihara Y. Et al., 1995
N-propeptide de collagène de type III	Synthèse / dégradation du collagène III	Sharif M. Et al., 1996	Sharif M. Et al., 1996

Un certain nombre d'études ont démontré des différences fragments concentrations de aggrécane, HOMP et MMPs et leurs inhibiteurs dans le liquide synovial du genou volontaires en bonne santé, les patients souffrant d'arthrite rhumatoïde, l'arthrite réactive ou l'arthrose En dépit du fait que les auteurs montrent des différences significatives dans les concentrations moyennes de marqueurs biologiques, l'interprétation des données est difficile parce que L'analyse comparative réalisée était profilée et rétrospective. Les propriétés pronostiques de ces tests doivent être confirmées dans des études prospectives.

Les marqueurs biologiques peuvent être utilisés pour évaluer la gravité d'une maladie ou la mise en scène d'un processus pathologique. Appliqué à l'arthrose de la gravité de la maladie et son stade est jugé par les résultats des examens aux rayons X, l'arthroscopie, ainsi que sur la gravité de la douleur, la limitation de la fonction des articulations touchées, et la capacité fonctionnelle du patient. L. Dahlberg et al (1992) et T. Saxne et D. Heinegard (1992) ont proposé l'utilisation de certains marqueurs moléculaires du métabolisme du cartilage pour caractériser en outre les stades de l'arthrose. Cependant, pour l'introduction de tels marqueurs biologiques dans la pratique médicale, des recherches supplémentaires sont nécessaires dans ce sens.

Il y a des rapports de l'utilisation possible de marqueurs biologiques comme tests pronostiques. Par exemple, il a été montré que la concentration de l' acide hyaluronique (mais pas le sulfate de kératane) dans le sérum sanguin de patients atteints de patients atteints d'arthrose du genou au niveau de référence illustre la progression de la gonarthrose dans les 5 années d'observation. Dans la même population de patients, il a été démontré que des taux sériques élevés de HMB chez les patients atteints de gonarthrose étaient associés à une progression radiologique dans les 5 ans suivant le début de l'étude. Des études de marqueurs biologiques chez des patients atteints de polyarthrite rhumatoïde ont montré que la concentration dans le sérum de HOMB, épitope 846, sulfate de chondroïtine est associée à une progression plus rapide de la maladie. Ces résultats, obtenus dans de petits groupes de patients, ne démontrent souvent pas la force de la relation entre le niveau des marqueurs biologiques et la progression de la maladie, c'est-à-dire que d'autres études sont nécessaires, prospectives et dans de grandes cohortes de patients.

TD Spector et ses coauteurs (1997) ont observé une légère augmentation des taux sériques de CRP chez les patients atteints d'ostéoarthrose précoce et ont signalé que la CRP pouvait servir de prédicteur de la progression de l'arthrose. Dans ce cas, l'augmentation du niveau de CRP reflète les processus d'endommagement des tissus articulaires et peut être associée à une augmentation du taux d'acide hyaluronique, indiquant également la progression de la maladie. Il est possible que la membrane synoviale soit responsable de la majeure partie de l'acide hyaluronique détecté dans le sérum sanguin, ce qui indique la présence d'une synovite faible. Une augmentation de la concentration de la stromélysine MMP dans le liquide synovial et le sérum des patients souffrant d'arthrose et après un traumatisme articulaire peut également être associée à une synovite faible.

Enfin, les marqueurs biologiques peuvent être utilisés comme critères d'efficacité dans les essais cliniques de médicaments, ainsi que pour le suivi du traitement pathogénétique. Cependant, il y a deux problèmes interdépendants: le manque de médicaments ayant des propriétés éprouvées de « structure modifiée » ou « modification de la maladie » est en grande partie en raison de l'absence de marqueurs biologiques fiables et au contraire, l'absence de marqueurs spécifiques du métabolisme des tissus des articulations est en grande partie en raison de l'absence d'essais contrôlés de médicaments de ces groupes.

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