Kenmerken van autologe eiwitoplossing en leukocytenarm bloedplaatjesrijk plasma voor de behandeling van artrose van de kni

Kenmerken van autologe eiwitoplossing en leukocytenarm bloedplaatjesrijk plasma voor de behandeling van artrose van de kni

juni 30, 2020 0 Door admin

Translating…


CBD Olie kan helpen bij artrose. Lees hoe op MHBioShop.com


Huile de CBD peut aider avec l’arthrose. Visite HuileCBD.be


 

Abstract

Recently, platelet-rich plasma (PRP) has received attention as a treatment for patients with osteoarthritis of the knee (OAK), a chronic degenerative disease, to bridge the gap between conservative and surgical treatments. Here, we investigated the differences in the humoral factors present in two types of PRP purified using the Autologous Protein Solution (APS) kit (group Z; leucocyte-rich PRP) or the Cellaid Serum Collection Set P type (group J; leucocyte-poor [LP]-PRP). Differences in humoral factors between healthy subjects (n = 10) and OAK patients (n = 12; group Z = 6, group J = 6), and the relationship between humoral factors and clinical outcome scores were investigated. Both anti-inflammatory and inflammatory cytokines were highly enriched in APS. The concentrations of tumour necrosis factor (TNF)-α, platelet-derived growth factor, fibroblast growth factor, soluble TNF-receptor 2, soluble Fas and transforming growth factor-β1 were higher in group Z, while the total amounts were higher in group J. The concentration of interleukin-1 receptor antagonist was positively correlated with the magnitude of change in the clinical outcome score and may contribute to improving knee-joint function. This is the first description of the humoral factors in APS and LP-PRP prepared from healthy subjects or OAK patients of Asian descent.

Introduction

Osteoarthritis of the knee (OAK) is a chronic degenerative disease that progresses slowly with age. There are estimated to be 25.3 million patients with OAK in Japan. The number of symptomatic patients is estimated at 8 million and is expected to continue to increase with Japan’s hyper-aging population1.

Current methods of treatment for patients with OAK include patient education, exercise, oral treatments (i.e. non-steroidal anti-inflammatory drugs [NSAIDs], acetaminophen, tramadol), conservative therapy by intra-articular injection of hyaluronic acid or steroids or surgical treatments, including arthroscopic debridement of the knee joint, osteotomies around the knee such as high tibial osteotomy, unicompartmental knee arthroplasty (UKA) and total knee arthroplasty (TKA)2,3.

In recent years, cell therapies and platelet-rich plasma (PRP) have been investigated as treatments to bridge the gap between conservative and surgical treatments. Intra-articular injection of PRP for the treatment of OAK has been reported to relieve pain, suppress inflammation and regenerate cartilage4,5,6,7. A variety of commercial kits for preparing PRP are available, and in Japan, the use of PRP therapy is gaining popularity. The blood components and humoral factors of PRP vary significantly depending on the preparation methods used, and the leucocyte content is used to categorize PRPs as pure PRP, leucocyte-poor PRP (LP-PRP), or leucocyte-rich PRP (LR-PRP). More recently, autologous protein solution (APS), a version of LR-PRP with a higher concentration of humoral factors, has received some attention.

Recent studies have investigated the humoral factors associated with OAK, including those present in PRPs prepared from healthy donors and/or from OAK patients of European or American descent8. However, to our knowledge, there have been no previous reports concerning the humoral factors contained in PRPs prepared from healthy or OAK patients of Asian descent.

At Tokai University, we have begun to offer PRP treatment for knee disorders as a non-insured medical treatment approved under a provisional plan for class II regenerative medicine in accordance with the Act to Ensure the Safety of Regenerative Medicine in Japan. We have offered two types of PRP: that prepared using the APS kit (Zimmer Biomet, Warsaw, IN, USA), and that prepared using the Cellaid Serum Collection Set P type (JMS, Hiroshima, Japan), categorized as LR-PRP and LP-PRP, respectively. In July 2018, we conducted a test run using healthy subjects, and in September 2018, we began offering PRP treatment to OAK patients.

In the present study, we investigated the differences in the humoral factors and blood components between PRPs prepared from healthy subjects and OAK patients using the two kits. The relationship between the levels of humoral factors and clinical outcome scores was also investigated.

This study was reviewed and approved by the Institutional Review Board of the Tokai University School of Medicine (18R-134) and conducted in compliance with relevant guidelines. Written informed consent was obtained from all participants.

Results

The characteristics of 10 healthy subjects and 12 OAK patients are shown in Table 1. There were no significant differences in the characteristics of the two groups of OAK patients.

Table 1 Characteristics of healthy subjects and OAK patients.

Blood cell analysis

The whole blood total cell count did not differ significantly between healthy subjects and OAK patients (either group Z or J). We also compared the levels of red blood cells (RBC), platelets (PLT) and white blood cells (WBC) contained in PRPs prepared by the different kits or from healthy subjects compared with OAK patients. Comparison of the kits indicated that RBC and WBC were significantly higher in group Z than in group J for both healthy subjects and OAK patients, but PLT did not differ significantly (Table 2).

Table 2 Blood cell analysis of each group. Whole blood (WB), APS, LP-PRP.

The increase in concentration of PLT in the PRPs compared with that in whole blood was slightly higher for group Z than for group J in both healthy subjects (group Z: 667 ± 342%; group J: 529 ± 256%) and OAK patients (group Z: 495 ± 356%; group J: 308 ± 129%), but the difference was not significant.

The ratio of WBC concentration in PRPs to that in whole blood was significantly higher in group Z than in group J, although the WBC concentration was lower in group J for both healthy subjects (group Z: 963 ± 388%; group J: 1.54 ± 2.11%) and OAK patients (group Z: 911 ± 319%; group J: 50.0 ± 86.0%).

Analysis of humoral factors

The comparison between kits showed that in healthy subjects, the concentrations of interleukin (IL)-1β, IL-1 receptor 2 (IL-1R2), IL-1 receptor antagonist (IL-1RA), tumour necrosis factor (TNF)-α, hepatocyte growth factor (HGF), vascular endothelial growth factor (VEGF), soluble TNF-receptor 1 (sTNF-R1), sTNF-R2 and soluble Fas (sFas) were all significantly higher in group Z than in group J. When the total amounts of each humoral factor contained in the PRPs were calculated, the total amounts of IL-1β, IL-1RA and HGF were significantly higher in group Z, and the total amounts of IL-1R2, TNF-α, PDGF, FGF, sTNF-R2, sFas and TGF-β1 were significantly higher in group J (Fig. 1). In OAK patients, the concentrations of IL-1RA, HGF, sTNF-R1 and matrix metalloproteinase (MMP)-13 were significantly higher in group Z, and only IL-1α was significantly higher in group J. However, the total amount of IL-1RA and MMP-13 contained in the APS of group Z was significantly higher than that in group J, whereas the total amounts of IL-1α, TNF-α, TNF-β, platelet-derived growth factor (PDGF), fibroblast growth factor (FGF), sTNF-R2, sFas and transforming growth factor (TGF)-β1 were higher in group J (Fig. 2).

Figure 1
figure1

Comparison of humoral factors in PRPs from groups Z and J of healthy subjects. (a–e) The concentration of humoral factors in PRPs from groups Z and J of healthy subjects. (f–j) The total amount of humoral factors in PRPs from groups Z and J of healthy subjects. *P P 

Figure 2
figure2

Comparison of humoral factors in PRPs produced from groups Z and J of OAK patients. (a–e) Concentration of humoral factors in PRPs from groups Z and J of OAK patients. (f–j) Total amount of humoral factors in PRPs from groups Z and J of OAK patients. *P P 

The separate comparisons between healthy subjects and OAK patients of groups Z and J indicated that there were significant differences between controls and patients of group Z in the concentrations of TNF-α, TNF-β, VEGF, PDGF and MMP-13. The concentrations of TNF-α and PDGF were significantly higher in healthy subjects than in OAK patients, and the concentrations of VEGF and MMP-13 were significantly higher in OAK patients (Fig. 3).

Figure 3
figure3

(a–e) Comparison of humoral factors in PRP prepared from healthy subjects and OAK patients in group Z. Significant differences were detected in the concentrations of TNF-α, TNF-β, PDGF, VEGF and MMP-13. The plots show median values (middle lines), interquartile ranges (boxes), 1.5 IQR (whiskers) and outliers (dots). *P P 

In group J, significant differences between controls and OAK patients were detected in the concentrations of IL-1α, IL-1β, IL-6, TNF-α, TNF-β, VEGF, TNF-R2 and sFas: the concentration of TNF-α was higher in controls, and the concentrations of the other factors were higher in OAK patients (Fig. 4).

Figure 4
figure4

(a–h) Comparison of humoral factors in PRP prepared from healthy subjects and OAK patients in group J. Significant differences were detected in the concentrations of IL-1α, IL-1β, IL-6, TNF-α, TNF-β, sFas, VEGF and sTNF-R2. The plots show median values (middle lines), interquartile ranges (boxes), 1.5 IQR (whiskers) and outliers (dots). *P P 

Examination of clinical outcome scores

The Knee injury and Osteoarthritis Outcome Score (KOOS) (symptoms, pain, activity, sports and quality of life [QOL] sub-scores and total scores) of both groups before PRP treatment, and at 1, 3 and 6 months after treatment are presented in Figs. 5 and 6.

Figure 5
figure5

KOOS sub-scores and KOOS total score. Symptoms sub-score before PRP treatment differed significantly between groups Z and J. In group Z, the QOL sub-score at 3 months improved significantly compared with the sub-score before PRP treatment (P = 0.007). In group J, sports sub-scores improved significantly between 1 and 6 months after treatment (P = 0.020). The plots illustrate median values (middle lines), interquartile ranges (boxes), 1.5 IQR (whiskers) and outliers (dots). *indicates significant difference between group Z and group J. indicates difference between follow-up time points in each group. *P P †P ††P

Figure 6
figure6

Magnitude of change from preoperative scores for KOOS sub-scores and KOOS total score. Magnitudes of changes in symptoms sub-scores, QOL sub-scores and KOOS total scores at 3 months were significantly higher in group Z, while the magnitude of change for QOL sub-scores at 1 month was significantly higher in group J. This figure shows mean ± standard deviation. *P P 

The symptoms sub-scores before PRP treatment differed significantly between groups, but there were no significant differences in the other sub-scores or the total scores. However, for group Z, QOL sub-scores at 3 months improved significantly compared with the QOL sub-scores before PRP treatment (P = 0.007), while for group J, significant improvement was observed in the sports sub-scores between 1 and 6 months after treatment (P = 0.020).

The results of the analysis of the correlations between KOOS total score and either the concentration or the total amount of humoral factors in PRPs are summarized in Table 3. Significant correlations were detected between the following: the KOOS total score at 1 month after treatment and the concentrations of IL-1β, TNF-α, sTNF-R1, IL-6 and sFas; the KOOS total score at 3 months and the concentration of PDGF; and the KOOS total score before treatment and the total amount of PDGF.

Table 3 Correlations between KOOS total score or magnitude of change in KOOS total score and the concentration or total amount of the 17 different humoral factors measured in PRPs.

In addition, Table 3 shows the coefficients of correlation between the magnitude of change in KOOS total score and either the concentration or the total amount of humoral factors in PRPs. Significant correlations were detected between the following: the magnitude of change in KOOS total score at 3 months and the concentrations of IL-1RA and sTNF-R1; the magnitude of change in KOOS total score at 1 month and the total amounts of IL-1β and HGF; and the magnitude of change in KOOS total score at 3 months and the total amounts of IL-1α, IL-1RA, TNF-β, FGF and sFas. However, it should be noted that these correlations are not strong.

Discussion

Recent studies have reported associations between OAK and the levels of humoral factors such as the well-known inflammatory cytokines IL-1β and TNF-α. The activation of the nuclear factor (NF)-κB pathway by these inflammatory cytokines results in the production of MMPs and VEGF, initiating an inflammatory response. This inflammatory response can lead to synovial inflammation and cartilage degradation9,10. By contrast, the anti-inflammatory cytokines such as the receptor agonists IL-1RA, sTNF-R1, sTNF-R2 and growth factor TGF-β are well known for their cartilage-repairing activity11,12.

APS, which is prepared by concentration and enrichment of PRP by the addition of polyacrylamide beads, contains a higher concentration of humoral factors than LP-PRP13. In this study, APS prepared from both healthy subjects and OAK patients (group Z) contained a higher concentration of both anti-inflammatory cytokines and inflammatory cytokines compared with the LP-PRP of group J. Nevertheless, analysis of the total amount of these cytokines within APS or LP-PRP revealed that for both healthy subjects and OAK patients, the total amounts of TNF-α, PDGF, FGF, sTNF-R2, sFas and TGF-β1 were actually higher in group J, while the total amount of IL-1RA was higher in group Z. Thus, when evaluating the clinical efficacy of different types of PRP kits, it is important to consider both the concentration and the total amount of the different humoral factors.

A comparison between the PRPs produced from healthy subjects and OAK patients using each kit revealed that the levels of the inflammatory cytokine TNF-α were higher for healthy subjects, in contrast to previous reports analysing those produced from individuals of Europe and the United States14. The blood concentration of TNF-α has been reported to increase in dementia and type 2 diabetes, as well as with age15,16. The reason for the higher concentration in the small number of relatively young healthy subjects included in the present study is unclear, but the finding indicates the need for further studies.

There was a high concentration of VEGF in the PRPs prepared from OAK patients using both kits. In OAK patients, VEGF is a direct initiator of cartilage destruction and synovial inflammation, and our results suggest that systemic concentrat ionen van VEGF zijn hoger bij OAK-patiënten dan bij controles. We hebben eerder gemeld dat bevacizumab, een anti-VEGF-antilichaam, een remmend effect heeft op OAK na zowel intraveneuze (systemische) als intra-articulaire (lokale) toediening 17 , 18 . Dit suggereert dat de pathologie van OAK niet alleen lokaal is voor het kniegewricht, maar ook een systemische ziekte is.

Klinische uitkomstscores geëvalueerd met behulp van KOOS onthulde een significant verschil tussen kits alleen voor de subscore van preoperatieve symptomen; er werden geen verschillen gevonden in andere subscores of totale KOOS-scores. De mate waarin klinische uitkomstscores verbeterden voor andere subscores en de totale KOOS-scores over tijd was groter voor groep Z dan voor groep J; merk op dat de omvang van de verandering in symptomen en QOL-subscores en de totale KOOS-score na 3 maanden significant groter waren in groep Z.

Kon et al. . meldden dat in vergelijking met injectie met zoutoplossing, APS-injectie de pijnscore van Western Ontario en McMaster Universities Osteoarthritis Index (WOMAC) significant verbeterde van de basislijn tot 1 jaar na behandeling, en momenteel het aanbevolen schema van APS-behandeling is een enkele in plaats van meerdere injecties per jaar 19 . Uit de huidige studie bleek echter dat de omvang van de verandering in de klinische uitkomstscores na 3 maanden postoperatief het grootst was, wat suggereert dat APS-injecties elke 3 tot 6 maanden kunnen effectief zijn. Toekomstige studies om dit te bevestigen zullen een groter aantal deelnemers vereisen die 12 maanden postoperatieve follow-up ondergaan.

Om het therapeutische effect van de concentratie en het totale aantal humorale factoren te onderzoeken, analyseerden we de correlatie tussen de KOOS en de concentratie of het totale aantal humorale factoren in elke PRP. De concentraties van zes humorale factoren en de totale hoeveelheid van één humorale factor waren gecorreleerd met de totale KOOS-score, terwijl de totale hoeveelheden van zes humorale factoren en de concentratie van één humorale factor was gecorreleerd met de omvang van de verandering in de totale KOOS-score.

Zowel de concentratie als de totale hoeveelheid PDGF waren positief gecorreleerd met de totale KOOS-score, maar niet met de mag veranderingsgraad in de totale KOOS-score. Dit resultaat suggereert dat de hoeveelheid PDGF in PRP’s meestal hoger is bij patiënten met hogere KOOS, maar dit kan voornamelijk afhangen van andere factoren zoals leeftijd. Het is dus mogelijk dat een hoog PDGF-gehalte niet noodzakelijk bruikbaar is om het therapeutische effect van PRP’s te voorspellen.

Er werd geen correlatie gevonden met de totale KOOS-score voor IL-1RA, dat de aandacht trok als een belangrijke ontstekingsremmer cytokine aanwezig in APS dat een pijnonderdrukkend effect heeft, of voor TGF-β1. Echter, zowel de concentratie als de totale hoeveelheid IL-1RA waren significant gecorreleerd met de mate van verandering in de totale score van KOOS, en IL-1RA was de enige factor die positief gecorreleerd was met de mate van verandering in de totale score van KOOS. Deze resultaten suggereren dat IL-1RA in APS en LP-PRP een positief therapeutisch effect kan hebben. De kenmerken van de patiënten die hoge niveaus van IL-1RA produceren in PRP’s zijn echter onduidelijk. De kenmerken van responders en non-responders op IL-1RA zijn ook onduidelijk en dit verdient verder onderzoek.

Humorale factoren IL-1α, IL-1β, TNF-β, FGF en sFas waren negatief gecorreleerd met de omvang van de verandering in de totale KOOS-score. Merk op dat IL-1β en sFas een significante negatieve correlatie vertoonden met zowel de totale KOOS-totaalscore als de omvang van de verandering in de KOOS-totaalscore.

IL-1β, dat verschillende katabole effecten heeft op chondrocyten, wordt geassocieerd met de inductie van inflammatoire cytokinen zoals IL-6, TNF en stikstofoxide, opwaartse regulering van aggrecanases en MMP’s, neerwaartse regulatie van extracellulaire matrixsynthese door proteoglycaan- en collageen- en kraakbeenoppervlakdifferentiatie te verminderen via verschillende signaalroutes, waaronder de NF-KB pathway 10 , 11 , 20 .

sFas is een apoptose-gerelateerd eiwit en het is bekend dat de bloedconcentratie ervan verhoogd is bij patiënten met OAK en reumatoïde artritis (RA) 21 . Vergelijkbare resultaten werden verkregen in ons onderzoek. Cheng et al . 22 meldde dat het waarschijnlijk is dat sFas Fas-gemedieerde apoptose remt en een auto-immuunrespons bevordert in een muismodel van RA. Er is gesuggereerd dat sFas zich ophoopt in de gewrichten van RA patiënten als gevolg van deze remming van apoptose, wat leidt tot langdurige ontsteking en synovitis. sFas-concentraties in de gewrichten van OAK-patiënten zijn lager dan die in de gewrichten van RA-patiënten 23 , maar vergelijkbare mechanismen kunnen verantwoordelijk zijn voor ontsteking bij OAK-patiënten.

Zoals hierboven beschreven, hebben IL-1β en sFas in PRP’s negatieve effecten op klinische uitkomstscores en onze resultaten suggereren dat patiënten met meer IL-1β en sFas in hun PRP’s mogelijk slechte therapeutische reacties hebben en doorgaans lagere KOOS-totaalscores hebben.

De concentratie van VEGF, die hoger was in EIK-patiënten correleerden dan bij gezonde proefpersonen niet met de totale KOOS-score of de omvang van de verandering in de totale KOOS-score.

Van MMP-3 en MMP-13 is bekend dat ze verhoogd zijn in het synovium, synoviaal vocht en bloedserum van OAK-patiënten 14 , 24 , 25 , maar in deze studie waren de concentraties en totale hoeveelheden MMP-3 en MMP-13 in PRP’s niet gecorreleerd met de totale KOOS-score. Het is eerder gerapporteerd dat WOMAC-scores en concentratie van MMP-13 in bloedserum zwak gecorreleerd waren, terwijl WOMAC-scores na TKA-operatie positief gecorreleerd waren met de concentratie van MMP-13 binnen de synoviale vloeistof 14 . Een analyse van de concentraties van MMP’s in gewrichtsvloeistof voorafgaand aan PRP-behandeling kan gerechtvaardigd zijn. Bovendien kunnen de niveaus van weefselremmer van metallopeptidase (TIMP) -1, een remmer van MMP’s, verschilde niet significant tussen PRP’s bereid met de twee kits en was niet gecorreleerd met de totale score van KOOS. Overweging van de relatieve niveaus van TIMP’s en MMP’s kan nuttig zijn 26 .

Toekomstige studies zouden een groter aantal proefpersonen moeten omvatten en een analyse van de correlatie van PRP-inhoud met de bevindingen van magnetische resonantiebeeldvorming (MRI) ) technieken zoals het Magnetic Resonance Observation of Cartilage Repair Tissue scoring system en het gemodificeerde Noyes classificatiesysteem, om het beste type PRP te gebruiken en de timing van de behandeling in verhouding tot de mate van OAK.

Conclusie

In groep Z waren zowel ontstekingsremmende als inflammatoire cytokines sterk verrijkt in APS, en terwijl de concentraties van TNF-α, PDGF, FGF, sTNF-R2, sFas en TGF-β1 lager waren in groep J dan in groep Z, het totale bedrag was hoger.

Voor de klinische uitkomstscores was er geen significant verschil in de totale KOOS-scores van groep Z en groep J na PRP-behandeling. De omvang van de veranderingen in symptomen en QOL subscores en KOOS totale score na 3 maanden waren significant hoger in groep Z, terwijl alleen de omvang van de verandering in de QOL-subscore na 1 maand significant hoger was in groep J.

Er was een significante positieve correlatie tussen IL-1RA-niveaus en de omvang van de verandering in de totale KOOS-score, wat suggereert dat IL-1RA kan bijdragen aan de verbetering van de kniegewrichtfunctie.

Verdere analyse van de relatie van PRP-inhoud met MRI-bevindingen, waaronder meer onderwerpen, zijn noodzakelijk.

Materialen en methoden

Tien gezonde proefpersonen ouder dan 20 jaar zonder OAK werden opgenomen in de testrun die in juli 2018 werd uitgevoerd (tabel 1 ). Twee soorten PRP werden afzonderlijk van elke gezonde proefpersoon gezuiverd met behulp van de APS-kit (groep Z) of het Cellaid Serum Collection Set P-type (groep J).

Twaalf OAK-patiënten die tussen september 2018 en PRP-behandeling kregen Augustus 2019 in het Tokai University Hospital werden prospectief gerandomiseerd in groep Z of groep J (tabel 1 ). De inclusiecriteria voor OAK-patiënten waren als volgt: leeftijd ≥ 20 jaar en ervaren kniepijn; en Kellgren-Lawrence (KL) classificatie van ≥ 2.

De uitsluitingscriteria waren als volgt: positief voor hepatitis B-oppervlakteantigeen, hepatitis C-virusantilichamen, humane immunodeficiëntievirusantilichamen en / of Treponema pallidum antilichamen; gediagnosticeerd met kanker; getroffen door een ernstige medische aandoening; het gebruik van geneesmiddelen tegen kanker, biologische geneesmiddelen of immunosuppressiva; actieve infectie; en een geschiedenis van overgevoeligheid voor geneesmiddelen.

Zuivering van APS en LP-PRP

Om APS te bereiden, 60 ml bloed (5 ml anticoagulans citraat dextrose-oplossing, formule A [ACD-A] 55 ml bloed) werd opgevangen in een spuit van 60 ml. Het bloed werd in de APS-scheider (Zimmer Biomet) geïnjecteerd, die vervolgens met een GPSIII-centrifuge gedurende 15 minuten bij 745 × g (3200 tpm) werd gecentrifugeerd. Zes milliliter van de celoplossing werd geëxtraheerd en overgebracht naar een APS-concentrator (Zimmer Biomet). Het apparaat werd vervolgens gedurende 2 minuten met dezelfde centrifuge bij 291 × g (2000 tpm) gecentrifugeerd en ongeveer 2,5 ml APS werd uit het apparaat verzameld.

Om LP te bereiden -PRP, 60 ml bloed (5 ml ACD-A 55 ml bloed) werd gebruikt om 6 ml LP-PRP te bereiden met behulp van drie Cellaid Serum Collection Sets P-typen. Het Cellaid Serum Collection Set P type heeft een structuur waarin de primaire en secundaire containers een verbindingsbuis hebben. Na het plaatsen van de primaire container en de secundaire container in afzonderlijke lege centrifugebuizen van 50 ml, werd 20 ml bloed uit de 60 ml-spuit in de primaire container geïnjecteerd en gedurende 15 minuten bij 200 x g gecentrifugeerd. Het supernatant dat bloedplaatjes en plasma bevatte, werd overgebracht naar de secundaire houder en vervolgens 15 minuten gecentrifugeerd bij 1200 x g. Uiteindelijk werd overtollig plasma in de secundaire container teruggevoerd naar de primaire container en werd 2 ml LP-PRP teruggewonnen uit de secundaire container. De bovenstaande procedure werd nog tweemaal herhaald om in totaal ongeveer 6 ml LP-PRP te verzamelen.

Van elke gezonde proefpersoon werd ongeveer 120 ml bloed verzameld met twee spuiten van 60 ml, waarvan 2,5 ml APS en 6 ml LP-PRP werden bereid.

Van elke OAK-patiënt werd ongeveer 60 ml bloed verzameld met behulp van een injectiespuit van 60 ml; hieruit werd 2,5 ml APS van patiënten die waren toegewezen aan groep Z en 6 ml LP-PRP van degenen die waren toegewezen aan groep J, bereid zoals hierboven beschreven.

Bloedcelanalyse h3 >

Overtollige monsters werden verzameld van volbloed, plasma, APS en / of LP-PRP van elk gezond subject en OAK-patiënt, en bloedcelanalyse werd uitgevoerd om het aantal en de concentratie van rode bloedcellen, PLT en rode bloedcellen te bepalen (tabel 2 ).

Een gezonde proefpersoon en een OAK-patiënt uit groep Z werden uitgesloten van de bloedcelanalyse vanwege respectievelijk hemolyse en een gebrek aan overmaat aan APS-monsters. p>

Analyse van humorale factoren

Met behulp van de overtollige monsters van PRP’s, katabole factoren (IL-1α, IL-1β, IL-6, IL-17, TNF-α , TNF-β, MMP-3, MMP-13 en sFas), antagonisten, remmers en lokreceptoren van katabole factoren (IL-1RA, IL-1R2, sTNF-R1, s TNF-R2 en TIMP-1) en verschillende groeifactoren (PDGF, FGF, TGF-β1, VEGF en HGF) werden gemeten met enzymgebonden immunosorbensassays (ELISA).

IL-1RA en TGF-β1 werd gemeten met behulp van de respectievelijke ELISA-kits met één monster: Human IL-1RA SimpleStep ELISA Kit (Abcam, Cambridge, MA, VS) en Human TGF-β1 Quantikine ELISA Kit (R&D Systems, Minneapolis, MN, VS). De andere humorale factoren werden gemeten met behulp van Q-Plex ELISA multiplex-arrays (Quansys Biosciences, Logan, UT, USA). We analyseerden in totaal 19 humorale factoren en berekenden de concentratie en de totale hoeveelheid van elke humorale factor in APS en LP-PRP.

De niveaus van humorale factoren werden vergeleken tussen de PRP’s geproduceerd door de twee kits en tussen gezonde proefpersonen en OAK-patiënten voor elke kit. Waarden die onder de detectielimiet lagen, werden behandeld als nul en waarden die boven de maximale detectielimiet lagen, werden uitgesloten (figuren 1 4 ). p >

Onderzoek van klinische uitkomstscores

De klinische uitkomsten van de 12 OAK-patiënten werden geëvalueerd door KOOS vóór PRP-behandeling en op 1, 3 en 6 maanden na behandeling. De scores werden vergeleken in de tijd en tussen de twee groepen (Fig. 5 ).

Bovendien werd de omvang van de verandering in KOOS vergeleken met die vóór de PRP-behandeling als baseline. 1, 3 en 6 maanden na PRP-behandeling, en vergeleken tussen de twee groepen (Fig. 6 ).

Er werden correlatiecoëfficiënten berekend om de correlatie tussen KOOS en elk te onderzoeken humorale factor (tabel 3 ). IL-17 en MMP-13, die bij zes of meer proefpersonen onder de detectielimiet lagen, werden uitgesloten.

Statistische analyse

Het belang van verschillen tussen groepen werd bepaald met behulp van de Mann – Whitney U -test voor niet normaal verdeelde kwantitatieve gegevens. De Kruskal-Wallis-test werd gebruikt om significante verschillen tussen drie of meer groepen te detecteren.

Bivariate correlatieanalyse werd uitgevoerd met behulp van de Pearson-test tussen KOOS en elke humorale factor.

Alle statistische analyses werden uitgevoerd met SPSS-software (v. 25.0; IBM, Armonk, NY, USA). P waarden van

Verwijzingen

  1. 1.

    Yoshimura, N. Epidemiologie van artrose in Japan: de ROAD-studie. Clin Calcium 21 , 821–825, CliCa1106821825 (2011). p >

  2. meta > 2.

    McAlindon, TE et al . OARSI-richtlijnen voor de niet-chirurgische behandeling van artrose in de knie. artrose kraakbeen 22 , 363–388, https: // doi.org/10.1016/j.joca.2014.04.001 (2014).

    CAS Artikel PubMed Google Scholar

  3. 3.

    Zhang, W. et al . OARSI-aanbevelingen voor de behandeling van heup- en knie-artrose, deel II: OARSI evidence-based, deskundige consensusrichtlijnen. artrose kraakbeen 16 , 137–162, https: // doi.org/10.1016/j.joca.2007.12.013 (2008).

    CAS Artikel PubMed Google Scholar

  4. 4.

    Jang, SJ, Kim, JD & Cha, SS Bloedplaatjesrijke plasma (PRP) -injecties als een effectieve behandeling voor vroege artrose. Eur J Orthop Surg Traumatol 23 , 573–580, https : //doi.org/10.1007/s00590-012-1037-5 (2013).

    Artikel PubMed Google Scholar

  5. 5.

    Patel, S., Dhillon, MS, Aggarwal, S., Marwaha, N. & Jain, A. Behandeling met plaatjesrijk plasma is effectiever dan placebo voor artrose van de knie: een prospectieve, dubbelblinde, gerandomiseerde beproeving. Am J Sports Med 41 , 356–364, https://doi.org/ 10.1177 / 0363546512471299 (2013).

    Artikel PubMed

  6. 6.

    Filardo, G. et al . Bloedplaatjesrijke plasma intra-articulaire knie-injecties voor de behandeling van degeneratieve kraakbeenletsels en artrose. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc 19 , 528–535, https://doi.org/10.1007/s00167-010-1238-6 (2011).

    Artikel PubMed Google Scholar

  7. 7.

    Dhillon, MS, Patel, S. & John, R. PRP in OA knie-update, huidige verwarring en toekomstige opties. SICOT J 3 , 27, https://doi.org/10.1051/ sicotj / 2017004 (2017).

    Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

  8. 8.

    O’Shaughnessey, K. et al . Autologe eiwitoplossing bereid uit het bloed van osteoartritische patiënten bevat een verbeterd profiel van ontstekingsremmende cytokines en anabole groeifactoren. J Orthop Res 32 , 1349–1355, https://doi.org /10.1002/jor.22671 (2014).

    CAS Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

  9. 9.

    Goldring, MB artrose en kraakbeen: de rol van cytokines. Curr Rheumatol Rep 2 , 459–465, https: / /doi.org/10.1007/s11926-000-0021-y (2000).

    CAS Artikel PubMed Google Scholar

  10. 10.

    Rigoglou, S. & Papavassiliou, AG De NF-KB-signaleringsroute bij artrose. Int J Biochem Cell Biol 45 , 2580–2584, https : //doi.org/10.1016/j.biocel.2013.08.018 (2013).

    CAS Artikel PubMed Google Scholar

  11. 11.

    Wojdasiewicz, P., Poniatowski, Ł. A. & Szukiewicz, D. De rol van inflammatoire en ontstekingsremmende cytokines bij de pathogenese van artrose. Mediators Inflamm 2014 , 561459, https://doi.org/10.1155/ 2014/561459 (2014).

    CAS Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

  12. 12.

    Blaney Davidson, EN, van der Kraan, PM & van den Berg, WB TGF-β en artrose. artrose kraakbeen 15 , 597–604, https: // doi.org/10.1016/j.joca.2007.02.005 (2007).

    CAS Artikel PubMed Google Scholar

  13. 13.

    Woodell-May, J. et al . Autologe eiwitoplossing remt MMP-13-productie door IL-1β en TNFα-gestimuleerde humane articulaire chondrocyten. J Orthop Res 29 , 1320–1326, https://doi.org /10.1002/jor.21384 (2011).

    CAS Artikel PubMed Google Scholar

  14. 14.

    Özler, K. et al . Serum en knie synoviaal vocht matrixmetalloproteinase-13 en tumornecrosefactor-alfa-niveaus bij patiënten met artrose in een laat stadium. Acta Orthop Traumatol Turc 50 , 670–673, https: //doi.org/10.1016/j.aott.2015.11.003 (2016).

    Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

  15. 15.

    Bruunsgaard, H. et al . Een hoge plasmaconcentratie van TNF-α wordt geassocieerd met dementie bij honderdplussers. J Gerontol A Biol Sci Med Sci 54 , M357 – M364, https : //doi.org/10.1093/gerona/54.7.m357 (1999).

    CAS Artikel PubMed Google Scholar

  16. 16.

    Moriwaki, Y. et al . Verhoogde niveaus van interleukine-18 en tumornecrosefactor-α in serum van patiënten met diabetes mellitus type 2: verband met diabetische nefropathie. Metabolisme 52 , 605–608, https://doi.org/10.1053 /meta.2003.50096 (2003).

    CAS Artikel PubMed Google Scholar

  17. 17.

    Nagai, T. et al . Intraveneuze toediening van antivasculaire endotheliale groeifactor gehumaniseerd monoklonaal antilichaam bevacizumab verbetert het herstel van gewrichtskraakbeen. Arthritis Res Ther 12 , R178, https://doi.org/10.1186/ar3142 (2010).

    CAS Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

  18. 18.

    Nagai, T. et al . Bevacizumab, een antivasculair endotheliale groeifactor-antilichaam, remt artrose. Arthritis Res Ther 16 , 427, https: // doi .org / 10.1186 / s13075-014-0427-y (2014).

    CAS Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

  19. 19.

    Kon, E., Engebretsen, L., Verdonk, P., Nehrer, S. & Filardo, G. Klinische resultaten van artrose in de knie behandeld met een injectie met autologe proteïne-oplossing: een 1-jarige pilot met dubbelblinde gerandomiseerde gecontroleerde studie . Am J Sports Med 46 , 171–180, https://doi.org/ 10.1177 / 0363546517732734 (2018).

    Artikel PubMed 20.

    Jenei-Lanzl, Z. , Meurer, A. & Zaucke, F. Interleukine-1β-signalering bij artrose-chondrocyten in focus. Celsignaal 53 , 212–223, https: // doi.org/10.1016/j.cellsig.2018.10.005 (2019).

    CAS een> Artikel PubMed Google Scholar

  20. 21.

    Sahin, M., Aydintug, O., Tunc, SE, Tutkak, H. & Naziroğlu, M. In serum oplosbare Fas-waarden bij patiënten met auto-immuunreumatische aandoeningen. Clin Biochem 40 , 6–10, https: // doi.org/10.1016/j.clinbiochem.2006.09.003 (2007).

    CAS Artikel PubMed Google Scholar

  21. 22.

    Cheng, J. et al . Bescherming tegen door Fas gemedieerde apoptose door een oplosbare vorm van het Fas-molecuul. Wetenschap 263 , 1759–1762, https://doi.org/10.1126 /science.7510905 (1994).

    ADS CAS Artikel PubMed Google Scholar

  22. 23.

    Hasunuma, T. et al . Ophoping van oplosbare Fas in ontstoken gewrichten van patiënten met reumatoïde artritis. Arthritis Rheum 40 , 80–86, https://doi.org/ 10.1002 / art.1780400112 (1997).

    CAS Artikel PubMed Google Scholar

  23. 24.

    Li, H., Wang, D., Yuan, Y. & Min, J. Nieuwe inzichten over het MMP-13-regelgevingsnetwerk in de pathogenese van vroege artrose. Arthritis Res Ther 19 , 248, https: // doi .org / 10.1186 / s13075-017-1454-2 (2017).

    CAS a > Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

  24. 25.

    Naito, K. et al . Meting van matrix metalloproteïnases (MMP’s) en weefselremmer van metalloproteinases-1 (TIMP-1) bij patiënten met artrose in de knie: vergelijking met gegeneraliseerde artrose. Reumatologie 38 , 510–515, https://doi.org /10.1093/rheumatology/38.6.510 (1999).

    CAS Artikel PubMed Google Scholar

  25. 26.

    Yoshihara, Y. et al . Matrix metalloproteïnases en weefselremmers van metalloproteinases in synoviale vloeistoffen van patiënten met reumatoïde artritis of artrose. Ann Rheum Dis 59 , 455–461, https: // doi .org / 10.1136 / ard.59.6.455 (2000).

    CAS a > Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Download referenties

Dankwoord

We danken Dr. Naoki Takatori, Dr. Toshihiro Noguchi , Dr. Yoshihiko Nakamura, Saori Shirasuna en Ayako Watanabe (Tokai University) voor hun klinische en technische bijdragen aan deze studie.

Author information

Partners

  1. Afdeling Orthopedische Heelkunde, Chirurgische Wetenschappen, Tokai University School of Medicine, Isehara, Kan agawa, Japan

    Shiho Wasai, Masato Sato, Miki Maehara, Eriko Toyoda, Ryoka Uchiyama, Takumi Takahashi, Eri Okada, Yoshiko Iwasaki, Satoko Suzuki & Masahiko Watanabe

  2. Centrum voor innovatief onderzoek en vooruitgang van het bewegingsapparaat (C-MiRA), Tokai University, Graduate School of Medicine, Isehara, Japan

    Shiho Wasai, Masato Sato, Miki Maehara, Eriko Toyoda , Ryoka Uchiyama, Takumi Takahashi, Eri Okada, Yoshiko Iwasaki, Satoko Suzuki & Masahiko Watanabe

Bijdragen

SW: heeft de studie, vervaardigde PRP’s, analyseerde gegevens en bereidde het manuscript voor. M.S .: Borgsteller, ontwierp de studie, vervaardigde PRP’s, analyseerde gegevens en proefleest het manuscript. M.M .: De studie ontworpen, PRP’s vervaardigd, gegevens geanalyseerd en het manuscript proefgelezen. E.T .: De studie ontworpen, PRP’s gemaakt en gegevens verzameld. R.U .: Geproduceerde PRP’s en verworven gegevens. T.T .: Verkregen gegevens en proeflees het manuscript. E.O .: Geproduceerde PRP’s en verworven gegevens. Y.I .: Geproduceerde PRP’s en verworven gegevens. S.S .: Gefabriceerde PRP’s en verworven gegevens. M.W .: Ontwerpen van de studie en proeflezen van het manuscript.

Overeenkomstige auteur

Correspondentie met Masato Sato a>.

Ethische verklaringen

Concurrerende belangen

De auteurs verklaren geen concurrerende belangen.

Aanvullende informatie h2>

Opmerking van de uitgever Springer Nature blijft neutraal met betrekking tot claims over jurisdicties in gepubliceerde kaarten en institutionele affiliaties.

Over dit artikel

Citeer dit artikel

Wasai, S., Sato, M ., Maehara, M. et al. Kenmerken van autologe eiwitoplossing en leukocytenarme pl ateletrijk plasma voor de behandeling van artrose van de knie. Sci Rep 10, 10572 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-67099-y

Download citaat

  • Ontvangen : 09 november 2019 tijd>

  • Geaccepteerd :

  • Gepubliceerd :

  • DOI : https : //doi.org/10.1038/s41598-020-67099-y

  • u l>

Opmerkingen

Door een opmerking in te dienen, gaat u ermee akkoord zich te houden aan onze Voorwaarden a > en Communityrichtlijnen . Als je iets beledigend vindt of dat niet voldoet aan onze voorwaarden of richtlijnen, markeer het dan als ongepast.

Lees Meer