Human Osteochondral Explants: Reliable Biomimetic Models to Investigate Disease Mechanisms and Develop Personalized Treatments for Osteoarthritis
Notice bibliographique
Résumé
INTRODUCTION: Likely due to ignored heterogeneity in disease pathophysiology, osteoarthritis (OA) has become the most common disabling joint disease, without effective disease-modifying treatment causing a large social and economic burden. In this study we set out to explore responses of aged human osteochondral explants upon different OA-related perturbing triggers (inflammation, hypertrophy and mechanical stress) for future tailored biomimetic human models. METHODS: Human osteochondral explants were treated with IL-1β (10 ng/ml) or triiodothyronine (T3; 10 nM) or received 65% strains of mechanical stress (65% MS). Changes in chondrocyte signalling were determined by expression levels of nine genes involved in catabolism, anabolism and hypertrophy. Breakdown of cartilage was measured by sulphated glycosaminoglycans (sGAGs) release, scoring histological changes (Mankin score) and mechanical properties of cartilage. RESULTS: All three perturbations (IL-1β, T3 and 65% MS) resulted in upregulation of the catabolic genes MMP13 and EPAS1. IL-1β abolished COL2A1 and ACAN gene expression and increased cartilage degeneration, reflected by increased Mankin scores and sGAGs released. Treatment with T3 resulted in a high and significant upregulation of the hypertrophic markers COL1A1, COL10A1 and ALPL. However, 65% MS increased sGAG release and detrimentally altered mechanical properties of cartilage. CONCLUSION: We present consistent and specific output on three different triggers of OA. Perturbation with the pro-inflammatory IL-1β mainly induced catabolic chondrocyte signalling and cartilage breakdown, while T3 initiated expression of hypertrophic and mineralization markers. Mechanical stress at a strain of 65% induced catabolic chondrocyte signalling and changed cartilage matrix integrity. The major strength of our ex vivo models was that they considered aged, preserved, human cartilage of a heterogeneous OA patient population. As a result, the explants may reflect a reliable biomimetic model prone to OA onset allowing for development of different treatment modalities.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».