A comparative study of early stage arthritis in three experimental rat models

Abstract

Objective

To assess osteoarthritis in rat models at an early stage (7 days after induction).

Materials and methods

This is a retrospective study comparing results from previous experiments. The models compared were the following: (a) anterior cruciate ligament transection model (CLX) and an adjuvant-induced arthritis model in two varieties (b) sub-plantar (ASP), and (c) intra-articular (AIA). Seven days after osteoarthritis (OA) induction, an analysis was made of the clinical, histological, radiological, and serological inflammatory markers (IL-1β, IL-4, IL-6, TNF-α, MMP-2, and MMP-9).

Results

The AIA model produced significant differences in several parameters, when compared to the control group. However, the levels of IL-1 were higher in all OA models than in the baseline group, being more pronounced in the CXL and AIA groups (p < 0.001). Surprisingly, the lowest value for IL-4 was observed in the AIA group (p < 0.001 vs. baseline group). Furthermore, the most elevated values of MMP-2 were observed in the ASP model.

Conclusions

Although arthritis rat models are used and compared interchangeably as if they were the same, it is shown in this work that at an early stage the models behave quite different in most of the studied variables.

Resumen

Objetivo

Comparar y caracterizar modelos de osteoartritis inducida en ratas en una fase temprana (7 días luego de la inducción).

Materiales y métodos

Este es un estudio retrospectivo que compara resultados de experiencias previas. Se compararon los modelos de: a) corte del ligamento cruzado anterior (CLX), y artritis inducida por adyuvante en sus 2 variedades, b) subplantar (ASP) y c) intraarticular (AIA). Las variables analizadas fueron: estado clínico, histología, radiología y marcadores séricos de inflamación (IL-1β, IL-4, IL-6, TNF-α, MMP-2 y MMP-9).

Resultados El modelo

AIA presenta diferencias significativas en diversos parámetros cuando se compara con el grupo control. Además, los niveles de IL-1 fueron elevados en todos los modelos de osteoartritis respecto al basal, siendo más pronunciados en los grupos CLX y AIA (p < 0.001). Por otra parte, el valor más bajo de IL-4 fue observado en el grupo AIA (p < 0.001 frente al grupo basal). Además, los valores más elevados de MMP-2 fueron observados en el modelo ASP.

Conclusiones

Si bien se usan y se comparan de manera indistinta los modelos de artritis en ratas como si fueran similares, en este trabajo demostramos que en un estadio temprano los modelos se comportan bastante diferentes en la mayoría de las variables estudiadas.