Группа исследователей из Медицинского колледжа Сиднея Киммела Университета Томаса Джефферсона совершила неожиданное открытие, которое может изменить подходы к лечению остеоартрита.
Флуоресцентный краситель, известный как комплексон ализарина, может помочь учёным «подслушать» биохимические «переговоры» между хрящом и костью на начальных стадиях остеоартрита (ОА), ещё до появления боли. Это открытие может привести к новым методам лечения, как показало исследование.
Остеоартрит — это болезненное состояние, при котором хрящевой слой в суставе изнашивается, заставляя кость тереться о кость. Этот суставной хрящ также может превращаться в кость. Заболевание распространено среди людей старше 60 лет, а также у тех, кто имеет определённые метаболические заболевания или постоянно нагружает определённый сустав.
Хотя лечения нет, раннее вмешательство может помочь предотвратить дальнейшее повреждение. Однако трудно обнаружить остеоартрит на ранних стадиях до появления боли.
Бинг Ван и его коллеги решили выяснить, происходит ли кальцификация суставного хряща на ранних стадиях остеоартрита. Для этого они изучили модель мыши, у которой правое колено проявляло симптомы, похожие на заболевание человека.
Флуоресцентный красный краситель связывает кальцийсодержащие кристаллы. Исследователи ввели этот краситель в оба колена мыши. Удивительно, но на ранних стадиях остеоартрита не было обнаружено флуоресцентного окрашивания на поверхности суставного хряща.
Однако область тидемарка, барьер между суставным хрящом и слоем кальцинированного хряща на кости, была окрашена на обоих коленях. Исследователи обнаружили больше ализаринового красителя в кальцинированном хряще и субхондральной кости у мышей с остеоартритом по сравнению с контрольной группой. Повышенная диффузия красителя предполагает, что коленный сустав на ранней стадии остеоартрита более проницаем, чем контрольный.
При инъекции краситель сначала попадает непосредственно в синовиальную жидкость, которая смягчает суставы. В ходе дополнительных экспериментов исследователи обнаружили, что затем краситель может перемещаться по всему суставу тремя ожидаемыми путями.
Однако они также наблюдали четвёртый, совершенно новый путь к кровеносным сосудам во внешнем покрове кости, называемый надкостницей, через метку прилива. Сигнал флуоресценции был выше в надкостнице, а также в субхондральной кости ранних суставов мышей с остеоартритом, чем в контроле.
Результаты исследования означают, что комплексон ализарина — это новый инструмент, который может обнаруживать диффузию или биохимическую коммуникацию от суставного хряща к кальцифицированному хрящу и субхондральной кости. Диффузия усиливается на ранних стадиях остеоартрита. Имея этот инструмент, исследователи могут лучше понять прогрессирование остеоартрита и разработать новые методы лечения. «Это только начало», — заключает Ван.
Литература:
Mingshu Cui et al, New role of calcium‐binding fluorescent dye alizarin complexone in detecting permeability from articular cartilage to subchondral bone, FASEB BioAdvances (2024). DOI: 10.1096/fba.2024-00103