Les maladies ostéoarticulaires représentent environ 10% de l’ensemble des pathologiessurvenant en France chaque année. Les difficultés pour identifier les causes de ces maladiesproviennent pour une part d’un manque de compréhension du mécanisme de lubrificationd’une articulation synoviale saine. Dans ce contexte, un premier objectif de ce travail a été d’analyser la structurediscontinue du liquide synovial à partir de prélèvements animaux sains et de la reproduire àpartir de composants biomoléculaires commerciaux afin de comprendre le mécanisme delubrification dans le cas sain. Le deuxième objectif de cette thèse a été d’analyser l’évolution de la structure et despropriétés lubrifiantes du liquide synovial dans le stade précoce de pathologies noninflammatoiresou inflammatoires à partir de prélèvements pathologiques humains. Afind’étudier plus finement l’évolution de la lubrification pathologique cette thèse a visé àdévelopper aussi des modèles de lubrifiants obtenus à partir de cultures cellulaires desynoviocytes humains en combinant l’action de facteurs inflammatoire (cytokines).L’ensemble des résultats montre l’importance de la structure supramoléculaire duliquide synovial dans l’obtention de bonnes propriétés lubrifiantes ; cette relation devraitconstituer d’une part un paramètre clé dans le diagnostic précoce des pathologies articulaireset d’autre part une voie de développement de liquides thérapeutiques à base de lubrifiantsnanostructurés / Osteoarticular diseases account for approximately 10% of all diseases occurring inFrance each year. The difficulties in identifying their causes are also due to a deficiency inunderstanding the lubrication mechanism of healthy synovial joint.In this context, the first objective of the present study was to analyze the discontinuousstructure of synovial fluid samples from healthy animals and to reproduce it using commercialbiomolecular components in order to understand the lubrication mechanism in the healthycase. The second objective of this thesis was to analyze the evolution of the structure andthe lubricating properties of synovial fluid in the early stage of non-inflammatory andinflammatory diseases using pathological human fluid samples. In order to study moreprecisely the evolution of pathological lubrication this work aimed to develop lubricantmodels obtained from cell cultures of human synoviocytes adding the action of pathologicalinflammatory factors (cytokines). All together the results show the importance of the supramolecular structure of thesynovial fluid in obtaining good lubricating properties what may be a key parameter in theearly diagnosis of joint diseases and even more a chance to develop therapeutic fluids basedon nanostructured lubricants

Introdução: Diabetes Mellitus é caracterizada por hiperglicemia crônica, e este aumento excessivo de glicose circulante pode gerar danos vasculares e microvasculares pela deposição de produtos de gliclação avançada (AGE), principalmente em estruturas com alta vascularização, como é o caso da sinóvia. Por todas estas razões, o presente estudo estabeleceu, de maneira temporal, o processo de acomentimento sinovial, através do grau de remodelamento e as proteínas envolvidas neste processo, tido como o gatilho na lesão da articulação do joelho. Foram utilizados ratos wistar (n=60), divididos em três grupos, conforme tempo de indução ( 7, 30 e 60 dias), cada grupo era composto de 10 animais diabéticos, induzido por estreptozotocina (35mg/kg de peso) e 10 animais controle, recebendo infusão do mesmo volume de solução salina, após o tempo estipulado os animais foram sacrificados e a sinóvia coletada para as análises propostas. Análise morfológica através de colorações de hematoxilina-eosina para análise do perfil celular do tecido sinovial e Picrosírius para avaliação da histoarquitetura das fibras colágenas. A quantificação das fibras colágenas foi realizada pela coloração do Picrosírius em microscópio de luz polarizada e a caracterização e distribuição de seus tipos por imunofluorescência, para quantificação total da proteina de colágeno foi realizado a medição da 4-hidroxiprolina (HPO). Os produtos de glicação avançada foram analisados e quantificados por imufluorescência. A detecção e quantificação da imunoexpressão de marcadores bioquímicos como ET-1, TGF-B e IL17 foi realizado por método estereológico de contagem de pontos em reticulo, e como método de confirmação dos achados imunohistoquimicos foi realizado análise de expressão gênica dos Colágenos I,III, e V alfa- 1, alfa-2), por Reação de Transcrição Reversa com amplificação por PCR em Tempo Real (qRT-PCR). Resultados: Foi observado modificação da estrutura sinovial de forma temporal, acometendo inicialmente os vasos subsinoviais e tecidos adjacentes a ele, isso foi observado em tanto em análise morfológica como confirmado em quantificação por Picro em luz polarizada, as modificações se mostraram significantes nos grupos de 30 e 60 dias, quando comparado ao respectivo grupo controle, houve aumento do colágeno total, através do Picrosirius, como por dosagem de HOP. Os resultados foram confirmados por imunofluorescência com o aumento progressivo do COLI e diminuição de COLIII e COLV, o RAGE e AGE também tiveram sua expressão aumentada conforme a evolução no tempo de indução dos animais. Em análise da expressão de outras proteínas foi possível observar a detecção da ET-1 e da IL-17 nos animais diabéticos em comparação ao controle, houve também expressão significativa do TGF-B quando comparado ao respectivo controle. Na análise da expressão gênica foi possível observar aumento do COLV inicialmente, principalmente da cadeia alfa 2, do COLIII e COLI, confirmando achados histomorfométricos. Conclusão: O tecido sinovial demonstra remodelamento precoce ao redor dos vasos, essa mediação envolve o COL1 e os produtos de glicação avançada. Esta alteração no tecido sinovial pode ser responsável por desencadear o acometimento articular no diabetes mellitus / Introduction: Diabetes Mellitus is characterized by chronic hyperglycemia, and this excessive increase of circulating glucose can cause vascular and microvascular damage by the deposition of advanced glycation products (AGE), especially in structures with high vascularization, as is the case of synovium. For all these reasons, the present study established, in a temporal way, the process of synovial concomitance, through the degree of remodeling and the proteins involved in this process, considered as the trigger in the lesion of the knee joint. Wistar rats (n = 60), divided into three groups, according to induction time (7, 30 and 60 days), each group consisted of 10 diabetic animals, induced by streptozotocin (35 mg / kg body weight) and 10 animals control, receiving infusion of the same volume of saline solution, after the stipulated time the animals were sacrificed and the synovium collected for the proposed analyzes. Morphological analysis using hematoxylineosin staining for analysis of the cellular profile of the synovial tissue and Picrosírius for evaluation of the histoarchitecture of the collagen fibers. The quantification of the collagen fibers was performed by the Picrosírius staining in a polarized light microscope and the characterization and distribution of its types by immunofluorescence, the measurement of 4-hydroxyproline (HPO) was performed for the total quantification of the collagen protein. Advanced glycation products were analyzed and quantified by impuluorescence. The detection and quantification of the immunoexpression of biochemical markers such as ET- 1, TGF-B and IL17 was performed by stereological method of reticule dot counting, and as a method of confirming the immunohistochemical findings, the analysis of the collagen I, III , and V alpha-1, alpha-2), by Reverse Transcription Reaction with Real-Time PCR Amplification (qRT-PCR). Results: Modification of the synovial structure was observed temporally, initially affecting subsynovial vessels and tissues adjacent to it, this was observed in both morphological analysis and confirmed in quantification by Picro in polarized light, the modifications were significant in the groups of 30 and 60 days, when compared to the respective control group, there was increase of the total collagen, through Picrosirius, as per HOP dosage. The results were confirmed by immunofluorescence with progressive increase of COLI and decrease of COLIII and COLV, RAGE and AGE also had their expression increased as the evolution in the induction time of the animals. In the analysis of the expression of other proteins it was possible to observe the detection of ET-1 and IL-17 in diabetic animals in comparison to the control, there was also significant expression of TGF-B when compared to the respective control. In the analysis of the gene expression it was possible to observe an increase of the COLV initially, mainly of the alpha 2 chain, of the COLIII and COLI, confirming histomorphometric findings. Conclusion: Synovial tissue demonstrates early remodeling around vessels, this mediation involves COL1 and advanced glycation products. This change in synovial tissue may be responsible for triggering joint involvement in diabetes mellitus

Les pathologies inflammatoires vasculaires (PV) et articulaires (PA) représentent aujourd'hui la cause principale de la mortalité et d’invalidité dans les pays industrialisés. Comme les causes exactes favorisant leur apparition restent inconnues, le présent travail a proposé de nouvelles méthodes physiques susceptibles de détecter les premiers stades inflammatoires en utilisant des marqueurs spécifiques et d'étudier les changements mécaniques et structuraux subis par les tissus vasculaires et le liquide synovial (LS). Les PV peuvent être détectées en utilisant les examens IRM. Afin d’améliorer l’efficacité des agents de contraste IRM ceux-ci peuvent être greffés avec des anticorps. En utilisant la Spectroscopie de Force (SF), un mode de la Microscopie à Force Atomique, l’affinité établie entre un nouvel anticorps, le Fucoidan, et le marqueur spécifique P-Selectine a été analysé. L’étude sur PV a été finalisée en utilisant les mêmes techniques SF en mesure d’indentation afin de connaitre les changements de propriétés mécaniques entre les tissus vasculaires sains et pathologiques. Les modifications dans la dynamique du LS déclenchées par l'une des molécules incapables de réagir selon leur fonctionnalité peuvent conduire aux PA. Aussi la technique SF a été utilisée pour étudier le comportement de chaque composant moléculaire du LS. Il a été prouvé l’affinité de ces composants pour les bicouches lipidiques (BL), fréquemment rencontrées dans le corps humain. L’étude a été complétée par l’analyse des changements intervenant dans la dynamique des BL en présence/absence des composants principaux de LS. Les investigations ont été réalisées par un test de Récupération de Fluorescence Après Photoblanchiment. Enfin un test tribologique a été conduit pour étudier la variation du coefficient de frottement entre les BL et les composants du LS / As vascular (VP) and articular (AP) inflammatory pathologies represent nowadays the principal cause of mortality and disability in industrialized countries, the exact causes favoring their occurrence remain still unknown. The present work aimed at proposing new physical methods to detect the early inflammatory stages through recognition of specific markers and to study the structural and mechanical changes undergone by pathological vascular tissues and synovial fluid (SF). Vascular pathologies can be detected through contrasted MRI pictures. In order to improve the capacity of contrast agents to target specific markers they can be antibody-grafted. Atomic Force Microscopy’s mode Force Spectroscopy (AFM-FS) was used to evaluate the affinity between the Fucoidan as a new antibody, and the P-Selectin vascular inflammatory marker, for capacity to target that marker. Further study of VP used the FS techniques for nanoindentation to study changes in mechanical properties between healthy and pathological vascular tissues. Modifications in SF’s dynamics triggered by one of the molecular component not fulfilling its role may lead to AP. To investigate this issue, each of the main SF’s molecular components had their affinity tested versus the ever-present lipid bilayers using AFM-FS techniques. Furthermore changes in lipid bilayers’ dynamics in the presence/absence of the main SF components were analyzed by Fluorescence Recovery After Photobleaching technique. Finally a tribological test was performed to study the variation of the friction coefficient between the lipid bilayers and SF’s main components

La polyarthrite rhumatoïde (PR) est une maladie inflammatoire chronique qui touche les articulations synoviales. La PR se caractérise par une expansion pseudo-tumorale des cellules synoviales de types fibroblastiques (FLS) qui envahissent et détruisent les articulations. Le Facteur de Necrose Tumorale (TNF) alpha joue un rôle primordial dans cette pathologie et le blocage de son action constitue une thérapie efficace contre la PR. Il existe néanmoins des patients non-répondeurs aux anti-TNFs ce qui suggére la participation d'autres cytokines dans la PR. La Lymphotoxine (LT) alpha est le plus proche homologue du TNFalpha, mais son rôle dans la PR reste peu étudié et le potentiel thérapeutique de son blocage pour traiter la maladie doit encore être établi. La déplétion des FLS hyperprolifératives constitue une autre stratégie pour le traitement de la PR. L'utilisation des membres de la Famille du TNF, TRAIL et Fas ligand (FasL), a été proposée pour induire la mort cellulaire pa r apoptose des FLS dans les articulations synoviales. Toutefois, ces cytokines sont pleiotropiques et peuvent causer des effets secondaires. Nous avons caractérisé les effets de la LTalpha, de TRAIL et FasL dans les FLS pour mieux comprendre ses rôles dans la PR. Nos résultas montrent que les niveaux sériques de la LTalpha sont augmentés dans la PR comparés aux patients sains ou atteints d'arthrose. Toute comme le TNFalpha, la LTalpha induit la prolifération et l'activation des FLS. Ainsi, l'inhibition simultanée de la LTalpha et du TNFalpha pourrait fournir un avantage thérapeutique dans le cadre des traitements contre la PR. Nous avons par ailleurs démontré que TRAIL est un facteur protecteur en début de la PR mais a un rôle promoteur au cours de la maladie. Le double rôle de TRAIL est corrélé à l'expression de TRAIL récepteur 1. Enfin, nous avons montré que FasL joue un rôle non-apoptotique dans les FLS, en modulant leur prolifération. Pour cette raison, une thérapie basée sur TRAIL ou FasL demande une sensibilisation à l'apoptose des FLS. / Rheumatoid arthritis (RA) is a chronic inflammatory disease affecting synovial joints. A hallmark of RA is the pseudo-tumoral expansion of fibroblast-like synoviocytes (FLS), which invade and destroy the joint. Blocking of Tumor Necrosis Factor (TNF) alpha is effective to treat RA. However, some patients are nonresponsive to anti-TNF therapies, suggesting the participation of other cytokines in RA. Lymphotoxin (LT) alpha is the closest homologous to TNFalpha, but little is known about its role in RA and therapeutic potential of blocking this cytokine to treat RA. Another strategy to treat RA is the depletion of hyperproliferative FLS. The TNF family members TNF-related apoptosis-inducing ligand (TRAIL) and Fas ligand (FasL) have been proposed for targeting FLS in arthritic joints. However, these cytokines are pleiotropic and can thus cause unwanted effects. We aimed to characterize the effects of LTalpha, TRAIL and FasL in RA FLS and better understand their role in the pathog enesis of RA. Our results show that serum levels of LTalpha are increased in RA compared to osteoarthritis and healthy controls and LTalpha induces proliferation and activation of RA FLS to the same extent that TNFalpha. Thus, simultaneous blocking of LTalpha and TNFalpha appears to be of benefit for RA patients. Additionally, we demonstrated that TRAIL could be a protective factor in the initial phase of RA but subsequently has a disease-promoting role. The dual role of TRAIL is correlated to TRAIL receptor 1 expression of RA FLS. Moreover, we showed that FasL induces non-apoptotic effects in RA FLS, such as proliferation. Therefore, a TRAIL or FasL based therapeutic strategy in RA requires sensitization for apoptosis of FLS.

La radiothérapie interne vectorisée (RIV) permet une irradiation systémique la plus élective possible des lésions métastatiques de cancers. Nous rapportons une étude de phase I avec première injection à l’homme mise en place au Centre Léon Bérard pour le traitement de patients porteurs de métastases de synovialosarcomes. Sur un schéma théranostique, une étape d’imagerie et de dosimétrie était réalisée afin d’étudier la biodistribution du radiopharmaceutique diagnostique (RPD) compagnon du radiopharmaceutique thérapeutique (RPT). En cas de biodistribution favorable (fixation tumorale supérieure aux organes sains environnant) permettant d’envisager la RIV avec un effet tumoricide tout en limitant les effets secondaires de l’irradiation de tissus sains, les patients recevaient le RPT. Au total 20 patients ont été inclus. Dix d’entre eux étaient éligibles à la phase thérapeutique : 2 n’ont pas pu être traités du fait d’une progression de la maladie et 8 ont été traités, incluant 1 patiente ayant pu recevoir une 2ème injection de RPT du fait d’une stabilisation de la maladie. Les effets secondaires ont été principalement hématologiques. Les réponses au traitement ont été des stabilisations transitoires. Face à ces résultats modestes, nous avons réalisé une étude dosimétrique plus approfondie pour mieux les comprendre. Nous discuterons des voies possibles pour optimiser ce traitement en s’appuyant notamment sur les études de RIV ayant montré de réels bénéfices pour les patients / Vectorized Radionuclide Therapy allows a more elective systemic irradiation of metastatic cancer lesions. We are reporting a first in human phase I study set up at the Léon Bérard Cancer Centre for the treatment of patients with synovialosarcoma metastases. Following a theranostic scheme, an imaging and dosimetry step was performed to study the biodistribution of the diagnostic radiopharmaceutical (DRP) companion of the therapeutic radiopharmaceutical (TRP). In case of favorable biodistribution (tumor uptake greater that surrounding healthy organs tracer uptake) allowing IVR to be considered with a tumoricidal effect while limiting the side effects of irradiated healthy tissues, patients received the TRP. A total of 20 patients were included. Ten of them were eligible for the therapeutic phase: 2 could not be treated due to disease progression and 8 were treated, including 1 patient who received a 2nd injection after disease stabilization. The side effects were mainly hematological. Treatment responses were transient stabilizations. In response to these modest results, we conducted a more in-depth dosimetric study to better understand them. We will discuss possible ways to optimize this treatment, based in particular on RIV studies that have shown real benefits for patients

Artrite reumatoide (AR) é uma doença autoimune, que causa inflamação crônica nas membranas sinoviais de diversas articulações. O modelo experimenal de artrite induzida pelo colágeno (AIC) é empregado para investigar os mecanismos da AR e para identificar potenciais agentes terapêuticos. Embora a etiologia da AR ainda seja desconhecida, há evidências que a AR se desenvolve em indivíduos predispostos geneticamente, após exposição a fatores ambientais, como o tabagismo, que se destaca como maior fator de risco para indução da AR e para o agravamento em pacientes com AR já estabelecida. Porém, o mecanismo efetivo da ação dos diversos componentes do cigarros ainda precisa ser elucidado. A Hidroquinona (HQ) é um composto fenólico, encontrada em concentração elevada no cigarro, com maior ativade pró-oxidativa, além de ser produto da biotransformação do benzeno, também encontrado no cigarro. Neste caso, a HQ é responsável pela imunotoxicidade e mielotoxicidade do benzeno. Devido a alta exposição de fumantes à HQ e a associação do tabagismo com a AR, investigamos se a exposição à HQ teria participação no desenvolvimento da AIC em ratos Wistar. Para tanto, animais foram expostos à HQ em diferentes protocolos experimentais, a saber: A - por 35 dias consecutivos, durante fase de indução e desenvolvimento da artrite; B - por 14 dias consecutivos, até a segunda injeção de colágeno, na fase de sensibilização e indução da AIC; C - por 7 dias consecutivos, do 29º ao 35º dia, na fase posterior ao desenvolvimento da AIC. Os resultados obtidos mostraram que a HQ agravou a AR nos 3 grupos experimentais, aumentando os parâmetros clínicos, o número de células no líquido sinovial, a inflamação nas sinóvias, caracterizada por maior influxo de neutrófilos, proliferação de sinoviócitos (histologia por HE e imunohistoquímica), aumento nos níveis de IL-6 e IL-1β (ELISA) no líquido sinovial e rearranjo do colágeno na sinóvia (microscopia por segundo harmônico). No entanto, os efeitos mais acentuados foram observados em animais dos grupos A e C, que também tiveram perda de peso significativa. Ademais, exposição à HQ, nos 3 grupos experimentais, causou expressão aumentada do receptor aril hidrocarboneto (AhR), um receptor ativado por xenobióticos durante a AR, e aumento nos níveis do fator de transcrição ROR e de IL-17 na sinóvia. Como AhR/ROR/IL-17 em linfócitos e neutrófilos é uma via importante na gênese da AR, ensaios in vitro foram realizados para elucidar o papel da HQ nesta via. A incubação com HQ in vitro de esplenócitos de animais naive elevou a expressão de AhR e de secreção de IL-17 (por citometria de fluxo), as quais foram bloqueadas pelo antagonista de AhR (α-naftoflavona). Em conjunto, os resultados obtidos nos permitem concluir que a HQ, como um importante componente do cigarro agrava a CIA em ratos, e a ativação via AhR/IL-17 é um possível mecanismo da patogênese da artrite. / Rheumatoid arthritis (RA) is an autoimmune disease that causes chronic inflammation in the joint synovial membranes. The experimental model of collagen-induced arthritis (CIA) is used to investigate the involved mechanisms in RA and to identify novel therapeutic agents. The genesis of RA is multifactorial, involving interplay of genetic and environmental factors and smoking is the trigger factor in the development or RA and worsens the pre-existing RA but the mechanisms undlerlying are yet to be elucidated. Hydroquinone (HQ) is a phenolic compound, found in high concentrations in cigarette, where HQ is the major oxidative component. Moreover, HQ is benzene metabolite, which is also found in cigarette smoke, being responsible for the myelotoxicity and immunotoxicity detected during benzene exposure. Due to this association, we aimed to investigate the role of HQ exposure on CIA development in Wistar rats and the involved mechanisms. Animals were exposed to HQ according to different protocols: A - during 35 consecutive days, during the sensitization and devolpment phases of the disease; B - during 14 consecutive days, until the second injection of collagen, during the sensitization phase; C - during 7 consecutive days, from day 29 to 35, after the development phase of CIA. The results showed that HQ worsened the RA in the 3 experimental protocols, HQ elevated the clinical parameters of CIA development, increased inflammation in the synovial membrane, characterized by increased influx of neutrophis, synoviocytes proliferation (visualized by Immunohistochemistry and Histology analysis), augmented the levels of IL-6 and IL-1β in the synovial fluid (ELISA assay) and led to intense collagen deposition on the synovia. The most pronounced effects where observed in animals from groups A and C, which also had weight body loss. In addition, in the 3 protocols, HQ exposure also increased the expression of AhR receptor, a receptor activated by xenobiotics during RA, and increased the expression of ROR and levels of IL-17 secretion in the synovial membranes. As AhR/ROR/IL-17 in lymphocytes and neutrophils is an important pathway involved in the genesis of RA, in vitro studies have been performed to elucidate the role of HQ exposure in this pathway. The HQ in vitro treatment augmented the expression of AhR and secretion of IL-17 by splenocytes (FACS assay) and the administration of an AhR antagonist (α-naphtoflavone) blocked these effects. Taken together, the results obtained here allow us to conclude that HQ, as an important cigarette component, aggravates CIA in rats, and the activation of AhR/IL-17 pathway is a possible mechanism involved in the RA pathogenesis.

Dada sua natureza cursorial, a espécie equina depende da livre movimentação para o desempenho de atividades diárias e para sobrevivência. Esta habilidade natural para o movimento é explorada em alto grau durante a prática esportiva, razão da existência de grande parte dos criatórios e centros de treinamento. Enfermidades articulares, como a osteoartrite e a osteocondrose, que reduzam ou causem prejuízo permanente à mobilidade e ao desempenho atlético são um desafio terapêutico. Os hemoderivados autólogos surgiram como opções acessíveis e seguras para o tratamento destas afecções articulares e apesar de amplamente difundido, seu emprego acontece a despeito de lacunas no conhecimento dos métodos ideais de preparação e administração, bem como dos mecanismos de ação destes produtos derivados do sangue. As propriedades antioxidantes do plasma processado autólogo demonstradas in vitro, em estudo utilizando células de líquido sinovial equino previamente estimuladas, motivaram a realização deste estudo com o objetivo de verificar os efeitos deste hemoderivado, in vivo, em articulações de equinos com osteoartrite ou osteocondrose. Tais propriedades despertaram também o interesse em verificar a ocorrência de eventos relacionados ao estresse oxidativo nestas enfermidades, o que justificaria seu emprego na clínica ortopédica. Para tal fim, líquido sinovial foi obtido antes da abordagem cirúrgica de articulações acometidas pela osteoartrite ou osteocondrose, para análise do perfil oxidante/antioxidante, físico, celular, molecular e inflamatório. Após o término da artroscopia, um grupo de animais recebeu injeção intra-articular do plasma processado autólogo e outro grupo não recebeu nenhuma medicação intra-articular, servindo como controle. Quarenta e oito horas após a cirurgia, nova amostra de líquido sinovial foi coletada, e as mesmas análises foram realizadas. As análises físicas e a contagem de células totais foram realizadas imediatamente após as coletas. O sobrenadante resultante da centrifugação do líquido sinovial foi congelado a -80º C para análises posteriores. Elas consistiram nas dosagens da catalase, superóxido dismutase, glutationa peroxidase, capacidade antioxidante total, vitamina E, proteína carbonil, condroitim sulfato, ácido hialurônico, prostaglandina E2, proteína total e ureia. Em relação à caracterização das enfermidades, as articulações acometidas por osteoartrite apresentaram maiores concentrações de catalase e de vitamina E, refletindo maior ativação dos sistemas de defesa antioxidante enzimáticos e não enzimáticos nesta enfermidade. A osteoartrite apresentou, ainda, natureza mais inflamatória, quando comparada à osteocondrose, com concentrações mais elevadas de prostaglandina E2 e proteína total, além de maiores contagens de células totais no líquido sinovial das articulações afetadas. No entanto, a osteocondrose apresentou caráter mais destrutivo em relação aos componentes da matriz extracelular e do líquido sinovial, com concentrações superiores de condroitim sulfato e ácido hialurônico, respectivamente, no líquido sinovial destas articulações. Os resultados demonstraram a ocorrência de estresse oxidativo no período pós-operatório através da ativação das defesas antioxidantes enzimáticas, com aumento da concentração de catalase. O tratamento com o plasma processado autólogo levou a aumento das concentrações de vitamina E no líquido sinovial, incrementando o sistema de defesa antioxidante não enzimático. Não foram observados efeitos do tratamento sobre o metabolismo da cartilagem articular ou biomarcadores inflamatórios. Pode-se inferir que o plasma processado autólogo apresenta potencial terapêutico no combate ao estresse oxidativo. / As a cursorial animal, the horse relies on soundness to fully accomplish daily life activities and survival. Horses natural ability for movement justifies breeding and training investments, and is explored to its maximum during athletic activities. Articular disorders, such as osteoarthritis and osteochondrosis, with their potential to reduce physical performance, are a therapeutic challenge. Autologous haemoderivates have appeared as safe and accessible options for the management of these conditions, but their widespread use has outpaced scientific evidence regarding mechanisms of action and ideal methods for preparation and administration. The antioxidant properties of autologous processed plasma, previously demonstrated in vitro on stimulated equine synovial fluid cells, posed a question on whether these effects would occur in vivo. Therefore, the present study aimed to verify autologous processed plasma´s effects in osteoarthritic and osteochondritic joints, when administered at the end of the arthroscopic procedure, with particular emphasis on possible antioxidant attributes. The study also aimed to detect evidences of oxidative stress in these disorders, what could further justify its use. For this purpose, synovial fluid was obtained immediately before the beginning of the surgery, and analyzed to yield an oxidant/ antioxidant, physical, cellular, molecular and inflammatory profile of osteoarthritis and osteochondrosis. After the end of the procedure, one group of horses received the intraarticular medication and another group of untreated horses served as controls. Forty-eight hours after surgery synovial fluid was retrieved from operated joints, and a second analysis was performed. Physical and cellular analyses were conducted immediately after sample collection and the supernatant was stored at -80º C for further evaluations. These consisted in catalase, superoxide dismutase, glutathione peroxidase, total antioxidant capacity, vitamin E, protein carbonyl groups, chondroitin sulphate, hyaluronic acid, prostaglandin E2, total protein and urea determinations. Osteoarthritic joints revealed greater activation of antioxidant defense systems, enzymatic and non-enzymatic, with greater activity of catalase, and greater concentrations of vitamin E, respectively, when compared to osteochondritic joints. Additionally, these joints had higher total nucleated cell counts and prostaglandin E2 and total protein concentrations, revealing a more inflammatory profile when compared to that of osteochondritic joints. Nonetheless, in osteochondritic joints synovial fluid and matrix components degradation was more pronounced, as there were higher concentrations of chondroitin sulphate and hyaluronic acid in synovial fluid obtained from these joints. Results also showed the occurrence of oxidative stress, 48 hours after the arthroscopic procedure, through higher catalase activity in synovial fluid, reflecting activation of antioxidant defenses. Treatment with autologous processed plasma increased vitamin E concentrations, incrementing non-enzymatic antioxidant defenses. No effects were observed on metabolic or inflammatory biomarkers. It was possible to infer that autologous processed plasma has the therapeutic potential to lessen oxidative stress effects on articular components in the postoperative period.

A ocorrência de lesões intra-articulares é uma das principais causas de incapacidade em atletas, sejam eles humanos ou da espécie eqüina. Um dos grandes avanços observados na medicina esportiva foi o advento das cirurgias intra-articulares minimamente invasivas, realizadas com auxílio de um artroscópio. A artroscopia é técnica diagnóstica ou cirúrgica que se caracteriza principalmente por causar mínimo dano tecidual, permitir ampla inspeção das estruturas intra-articulares, com baixo índice de morbidade e complicações. Apesar da realização da artroscopia ser tradicionalmente realizada por distensão líquida, a utilização do gás dióxido de carbono (CO2) como meio para distensão capsular e suas inúmeras vantagens já foram relatadas em diversos estudos. Embora os efeitos inflamatórios causados pela distensão capsular durante a artroscopia sejam discretos e sobrepujados pelos benefícios decorrentes de sua indicação, já foi descrito, em eqüinos, a ocorrência de sinovite de grau leve e caráter transitório. Entretanto, observa-se ausência de estudos referentes aos efeitos inflamatórios causados pela distensão capsular gasosa com dióxido de carbono. Desta forma, este estudo visou avaliar o grau de injúria sinovial decorrente do uso de CO2 intra-articular comparativamente à distensão líquida. Foram utilizados nove eqüinos adultos hígidos, seis machos e três fêmeas, de idade e raças variadas. Cada animal foi submetido a artroscopia bilateral da articulação tarsocrural e realização de biopsia da membrana sinovial no início, ao término do procedimento (30 minutos) e após 48 horas. Em uma articulação, a distensão para realização da artroscopia foi realizada com solução de Ringer com lactato (Grupo DL) e na articulação contra-lateral foi utilizada distensão gasosa com CO2 (Grupo DG). Para avaliação da resposta inflamatória, foram realizadas artrocenteses seriadas 0, 6, 12, 24 e 48 horas após o procedimento para mensuração de leucócitos totais, PT, Hb, PGE2, TNF-α e avaliação do burst oxidativo das células no líquido sinovial, assim como exame histopatológico e imunoistoquímico para COX-2 e E-selectina da membrana sinovial. Ambos os meios utilizados para distensão capsular causaram aumento nas concentrações de leucócitos, PT, Hb, TNF-α e PGE2. Também foi observado aumento do burst oxidativo de neutrófilos e macrófagos presentes no líquido sinovial. Em geral, as variáveis analisadas no líquido sinovial apresentaram discretas diferenças entre os grupos, sendo significativas em momentos isolados. A análise histológica da membrana sinovial demonstrou alterações inflamatórias agudas e de pouca intensidade em ambos os grupos. Apesar de semelhante entre os grupos, a imunoistoquímica para COX-2 na membrana sinovial apresentou discreta correlação com o grau de sinovite demonstrada nos outros parâmetros analisados, enquanto a E-selectina se mostrou um bom marcador em alterações inflamatórias precoces da membrana sinovial. A utilização do CO2 como meio para distensão capsular durante o exame artroscópico em eqüinos causou uma sinovite de grau leve e caráter transitório, promovendo alterações inflamatórias no líquido e membrana sinovial de forma semelhante às observadas com a utilização da solução de Ringer com lactato como meio para distensão capsular. Além disso, ambos os meios para distensão capsular causaram mínimas manifestações clínicas e ausência de complicações pós-operatórias aos animais. / Intra-articular disorders are the leading cause of human and equine athlete´s functional incapacity. The development of arthroscopy as a minimal invasive intra-articular surgery was one of the greatest medical advances in sports medicine. The defining characteristic of diagnostic or surgical arthroscopy is featured by minimal tissue damage and broad inspection of internal structures inside the joint associated with low morbidity and complications. Although liquid distension is widely used for arthroscopy, gas distension using carbon dioxide (CO2) has already been described and has pointed out a larger number of advantages of this technique in several studies. The inflammatory response to liquid capsular distension was studied in horses and described as minimal, transient and frequently overwhelmed by its benefits to treatment. However none of these effects had been investigated employing CO2 during arthroscopic examination. Therefore, the aim of this study was to asses comparatively the inflammatory damage followed by CO2 joint capsular distension to that of Ringer´s lactate solution distension. Nine healthy adult horses of various breeds, genders and ages were used. Each animal was submitted to a bilateral tarsocrural arthroscopy employing gas distention (group GD) in one joint and fluid distention (group LD) in the contralateral joint, both for 30 minutes. Synovial membrane specimens were collected before, at the end of the procedure and after 48 hours. Arthrocentesis were aseptically performed at 0, 6, 12, 24 and 48 hours after arthroscopy in order to assess the degree of inflammation within the joint. Synovial fluid was collected for cytological examination and determination of total protein, hemoglobin, TNF-α and PGE2 contents and evaluation of synovial fluid cell oxidative burst. The synovial membrane was examined histologically and also imunostained for COX-2 and E-selectin. Either distension protocol caused an increase in total white blood cells, total protein, hemoglobin, TNF-α, PGE2 and also in neutrophil and macrophage oxidative burst. In general terms, those parameters analyzed in the synovial fluid demonstrated minimal differences between groups with only a few isolate significant differences. Histological evaluation of synovial membrane shows a rapid, but mild inflammatory response in both groups. Imunostaining for COX-2 was similar between DG and DL, but showed a weak correlation to the degree of synovitis demonstrated by other parameters. Contrarily, the imunostaining for E-selectin revealed that this molecule is a good biomarker for early inflammatory changes in the synovial membrane. The use of carbon dioxide for capsular joint distension during arthroscopic examination causes an acute and mild synovitis that promotes inflammatory changes in the synovial fluid and membrane that are similar to the effects caused by the liquid capsular distension using Ringer´s lactate solution. Moreover, both distension protocols induced minimal manifestations of clinical signs and no post-surgery complications.

O cavalo tem sido há milhares de anos um dos animais de maior utilidade para o homem, tanto no trabalho quanto no esporte. A integridade de sua estrutura física é determinante para a qualidade de seu desempenho, sendo alvo importante das estratégias terapêuticas e preventivas da atualidade. Diversos estudos têm esclarecido parte da cascata de eventos que ocorre em ambiente intra-articular, revelando os principais mediadores nocivos e ampliando as opções para tratamentos mais eficientes. Experimentos utilizando a citometria de fluxo foram capazes de demonstrar que a adição de plasma às células de líquido sinovial (LS) previamente inflamadas diminui a produção de espécies reativas de oxigênio durante o burst oxidativo, conferindo capacidade antioxidante a este hemoderivado. Pouco se sabe, no entanto, sobre seu potencial pró ou anti-inflamatório, pois não existem relatos na literatura investigando tal atividade. Assim, desenvolvemos este estudo com o objetivo de acompanhar os efeitos exercidos pelo plasma autólogo condicionado (ACP) sobre os tecidos articulares, reportando as alterações clínicas e no LS das articulações metacarpofalangeanas hígidas que receberam este tratamento. Foram administrados 4 ml de ACP em 10 articulações metacarpofalangeanas de equinos saudáveis, enquanto as articulações contralaterais receberam 4 ml de solução fisiológica, como controle. LS foi coletado antes de cada aplicação e nos momentos 3, 6, 24, 48 e 168 horas após. Foi realizada avaliação física diária, e as amostras coletadas foram submetidas imediatamente a análise física (volume, cor, aspecto e viscosidade), teste da qualidade do precipitado de mucina, contagem total e diferencial das células nucleadas. O sobrenadante foi congelado para dosagem posterior de ureia, proteína total, ácido hialurônico (AH), condroitim sulfato (CS), prostaglandina E2 (PGE2) e das citocinas fator de necrose tumoral alfa (TNF-α), interleucina 1 beta (IL-1β) e antagonista do receptor de IL-1 (IL-1ra). A avaliação física dos animais detectou presença de claudicação nas articulações metacarpofalangeanas tratadas com ACP nos momentos 24 e 48 horas após sua administração. A análise física do LS das mesmas articulações revelou maior contaminação das amostras com sangue às 6 horas e maior contagem de células nucleadas às 3, 6, 24 e 48 horas, com predomínio de leucócitos polimorfonucleares. Ainda, o ACP induziu maiores concentrações de proteína total e PGE2 às 3 e 6 horas, e maior concentração de CS às 24 horas. Houve também tendência ao aumento de TNF-α às 24 horas. Às 168 horas, todavia, nenhuma alteração foi observada em quaisquer dos itens avaliados. Não ocorreram alterações nos demais aspectos físicos do LS nem na qualidade do precipitado de mucina, tampouco nas concentrações de ureia e AH. Estes resultados indicam que em articulações hígidas o ACP possui ação pró-inflamatória transitória, com maiores concentrações de PGE2 induzindo o catabolismo dos PGs da matriz, aumentando particularmente o CS. / History has connected human and equine species, for work and pleasure purposes and in both scenarios, horses\' physical integrity is of paramount importance for adequate performance. Soundness has been the target of many studies in orthopedic therapeutics and preventive equine medicine. Several of these studies have thrown light on the sequence of deleterious intra-articular events that take place after an insult, revealing key mediators of joint destruction and widening treatment options. Experiments evaluating the effects of plasma on reactive oxygen species production by chemically stimulated synovial fluid (SF) cells revealed a potent antioxidant effect. Little is known, however about plasma´s anti or pro inflammatory activities, still an unexplored property of plasma. This study was to designed to observe the effects of autologous conditioned plasma (ACP) on articular components, reporting findings of serial SF analysis and clinical evaluations, before and after its administration in healthy metacarpophalangeal joints. Four mililiters of ACP were injected in 10 healthy metacarpophalangeal joints, and the contralateral joints were injected with 4 ml of saline, serving as controls. SF was obtained for analysis before, and then 3, 6, 24, 48 and 168 hours after treatment injection. Horses were subjected to daily clinical evaluations and synovial fluid samples were immediately analyzed for color, viscosity, volume, aspect, quality of mucin clot and total and differential nucleated cell counts. The supernatant was frozen and stored for posterior dosages of urea, total protein, hyaluronic acid (HA), chondroitin sulphate (CS), prostaglandin E2 (PGE2), tumor necrosis factor alpha (TNF-α), interleukin 1 beta (IL- 1β), and interleukin 1 receptor antagonist (IL-1ra). Physical evaluation of ACP treated subjects detected mild lameness at 24 and 48 hours observation points. SF analysis of ACP treated joints revealed blood contamination and higher total nucleated cell counts at 3, 6, 24 and 48 hours, with predominance of polymorphonuclear cells. ACP treatment has also induced higher protein concentrations and PGE2 levels at 3 and 6 hours and higher CS levels at 24 hours in synovial fluid analysis. At 24 hours, TNFα concentrations were higher, although not significantly. At 168 hours post ACP treatment, however, no change was observed in any parameter of synovial fluid analysis. No alterations were detected in the remaining items evaluated, nor in the quality of the mucin clot, urea concentration or HA. These results indicate that, when injected into healthy joints, ACP elicits a transient inflammatory response, characterized by higher PGE2 concentrations, matrix catabolism, with particular increase in CS.

Artrite reumatoide (AR) é uma doença autoimune, que causa inflamação crônica nas membranas sinoviais de diversas articulações. O modelo experimenal de artrite induzida pelo colágeno (AIC) é empregado para investigar os mecanismos da AR e para identificar potenciais agentes terapêuticos. Embora a etiologia da AR ainda seja desconhecida, há evidências que a AR se desenvolve em indivíduos predispostos geneticamente, após exposição a fatores ambientais, como o tabagismo, que se destaca como maior fator de risco para indução da AR e para o agravamento em pacientes com AR já estabelecida. Porém, o mecanismo efetivo da ação dos diversos componentes do cigarros ainda precisa ser elucidado. A Hidroquinona (HQ) é um composto fenólico, encontrada em concentração elevada no cigarro, com maior ativade pró-oxidativa, além de ser produto da biotransformação do benzeno, também encontrado no cigarro. Neste caso, a HQ é responsável pela imunotoxicidade e mielotoxicidade do benzeno. Devido a alta exposição de fumantes à HQ e a associação do tabagismo com a AR, investigamos se a exposição à HQ teria participação no desenvolvimento da AIC em ratos Wistar. Para tanto, animais foram expostos à HQ em diferentes protocolos experimentais, a saber: A - por 35 dias consecutivos, durante fase de indução e desenvolvimento da artrite; B - por 14 dias consecutivos, até a segunda injeção de colágeno, na fase de sensibilização e indução da AIC; C - por 7 dias consecutivos, do 29º ao 35º dia, na fase posterior ao desenvolvimento da AIC. Os resultados obtidos mostraram que a HQ agravou a AR nos 3 grupos experimentais, aumentando os parâmetros clínicos, o número de células no líquido sinovial, a inflamação nas sinóvias, caracterizada por maior influxo de neutrófilos, proliferação de sinoviócitos (histologia por HE e imunohistoquímica), aumento nos níveis de IL-6 e IL-1β (ELISA) no líquido sinovial e rearranjo do colágeno na sinóvia (microscopia por segundo harmônico). No entanto, os efeitos mais acentuados foram observados em animais dos grupos A e C, que também tiveram perda de peso significativa. Ademais, exposição à HQ, nos 3 grupos experimentais, causou expressão aumentada do receptor aril hidrocarboneto (AhR), um receptor ativado por xenobióticos durante a AR, e aumento nos níveis do fator de transcrição ROR e de IL-17 na sinóvia. Como AhR/ROR/IL-17 em linfócitos e neutrófilos é uma via importante na gênese da AR, ensaios in vitro foram realizados para elucidar o papel da HQ nesta via. A incubação com HQ in vitro de esplenócitos de animais naive elevou a expressão de AhR e de secreção de IL-17 (por citometria de fluxo), as quais foram bloqueadas pelo antagonista de AhR (α-naftoflavona). Em conjunto, os resultados obtidos nos permitem concluir que a HQ, como um importante componente do cigarro agrava a CIA em ratos, e a ativação via AhR/IL-17 é um possível mecanismo da patogênese da artrite. / Rheumatoid arthritis (RA) is an autoimmune disease that causes chronic inflammation in the joint synovial membranes. The experimental model of collagen-induced arthritis (CIA) is used to investigate the involved mechanisms in RA and to identify novel therapeutic agents. The genesis of RA is multifactorial, involving interplay of genetic and environmental factors and smoking is the trigger factor in the development or RA and worsens the pre-existing RA but the mechanisms undlerlying are yet to be elucidated. Hydroquinone (HQ) is a phenolic compound, found in high concentrations in cigarette, where HQ is the major oxidative component. Moreover, HQ is benzene metabolite, which is also found in cigarette smoke, being responsible for the myelotoxicity and immunotoxicity detected during benzene exposure. Due to this association, we aimed to investigate the role of HQ exposure on CIA development in Wistar rats and the involved mechanisms. Animals were exposed to HQ according to different protocols: A - during 35 consecutive days, during the sensitization and devolpment phases of the disease; B - during 14 consecutive days, until the second injection of collagen, during the sensitization phase; C - during 7 consecutive days, from day 29 to 35, after the development phase of CIA. The results showed that HQ worsened the RA in the 3 experimental protocols, HQ elevated the clinical parameters of CIA development, increased inflammation in the synovial membrane, characterized by increased influx of neutrophis, synoviocytes proliferation (visualized by Immunohistochemistry and Histology analysis), augmented the levels of IL-6 and IL-1β in the synovial fluid (ELISA assay) and led to intense collagen deposition on the synovia. The most pronounced effects where observed in animals from groups A and C, which also had weight body loss. In addition, in the 3 protocols, HQ exposure also increased the expression of AhR receptor, a receptor activated by xenobiotics during RA, and increased the expression of ROR and levels of IL-17 secretion in the synovial membranes. As AhR/ROR/IL-17 in lymphocytes and neutrophils is an important pathway involved in the genesis of RA, in vitro studies have been performed to elucidate the role of HQ exposure in this pathway. The HQ in vitro treatment augmented the expression of AhR and secretion of IL-17 by splenocytes (FACS assay) and the administration of an AhR antagonist (α-naphtoflavone) blocked these effects. Taken together, the results obtained here allow us to conclude that HQ, as an important cigarette component, aggravates CIA in rats, and the activation of AhR/IL-17 pathway is a possible mechanism involved in the RA pathogenesis.