Septik artrite bağlı kıkırdak hasarına Alfa-2 makroglobulinin etkisi

Abstract

Septik artrit, özellikle çocuklar olmak üzere tüm yaş gruplarında görülmekte; teşhis ve tedavide gecikme olduğu zaman kıkırdak harabiyetine bağlı eklem hasarı, artroz ve kalıcı deformite sonucu mağduriyet oluşturmakta sosyal ve ekonomik kayıplara sebebiyet vermektedir. Uygun antibiyoterapi ve cerrahi debridmanlara rağmen septik artritte görülen kıkırdak harabiyeti ve buna bağlı sekellerin önüne geçilememektedir.Septik artritte kıkırdak hasarından sorumlu esas mekanizmanın bakteriyi temizlemek için aktive olan immün sistem hücrelerinden üretilen IL-1, TNF-α gibi pro-inflamatuar sitokinlerin aktive ettiği matriks metalloproteinazların (MMP) kıkırdak proteoglikan ve kollajenini parçalaması olduğu anlaşılmıştır.Bizde hipotez olarak klasik septik artrit tedavisinin yanında endojen ve genel bir MMP inhibitörü olan alfa-2 makroglobulin (α-2M) kullanarak septik eklemde MMP inhibisyonu sağlamayı ve bu sayede MMP'lerin patofizyolojide rolünü kanıtlamayı ve neden oldukları kıkırdak harabiyetini azaltabileceğimizi veya önleyebileceğimizi düşündük.Bu amaçla tavşan dizlerinde stafilokokkus aureus kullanılarak deneysel septik artrit modeli oluşturuldu. Tavşan dizleri (1) enfekte kontrol, (2) α-2M kontrol, (3) antibiyotik tedavi grubu, (4) antibiyotik+ α-2M tedavi grubu olarak gruplandırıldı. 7 gün sonra hayvanlar sakrifiye edildi. Gruplardan alınan kıkırdak örnekleri biyokimyasal ve histolojik olarak incelendi.Biyokimyasal olarak kıkırdakların glikozaminoglikan miktarları ölçülerek gruplar arasında karşılaştırıldı. Antibiyotik+ α-2M tedavisi verilen dizlerde kıkırdak glikozaminoglikan kaybının diğer tüm tedavi gruplarına göre anlamlı ölçüde az olduğu tespit edildi (p<0.0001). Kıkırdak örneklerinde meydana gelen lezyonlar histolojik skorlama sistemi ile değerlendirildi. Antibiyotik+ α-2M tedavi grubunun puanları ile antibiyotik tedavisi verilen grubun puanları karşılaştırıldı. Antibiyotik + α-2M grubunun puanlarının sadece antibiyotik tedavisi verilen gruba göre daha iyi olduğu ve kıkırdak hasarının anlamlı ölçüde az olduğu görüldü (p<0.008).Sonuç olarak; klasik septik artrit tedavisine ek olarak kullanılan α-2M'in genel MMP inhibitör etkisi ile septik artritte oluşacak kıkırdak hasarı önlenmektedir. Bu durum septik artritte meydana gelen kıkırdak hasarında MMP'lerin rolünü kanıtlamakta ve bunların bloke edilmesi ile kıkırdak yapısının koruyabileceğini göstermektedir.

Including particularly children patients, septic arthritis is seen on all age groups and as a result of late diagnosis and treatment, it leads to joint destruction due to cartilage damage, arthrosis and suffering from permanent deformity which causes to social and economical losses. Despite proper antibiotic treatment and surgical debridement, cartilage destruction and sequellaes in parallel with it which are seen on septic arthritis cannot be prevented. It is understood that the essential mechanism which is responsible from cartilage destruction on septic arthritis is that breaking up of cartilage proteoglycan and collagen by the matrix metalloproteases (MMP) activated by proinflammatory cytokines like IL-1 and TNF-α which are produced by immune system cells activated in order to clean the bacteria from the joint.So as hypothesis, we thought that, together with classical septic arthritis treatment, by utilizing alfa-2 macroglobulin (α-2M) which is endogenic and general MMP inhibitor, to provide MMP inhibition on the septic joint thus proving the role of MMPs on pathophysiology and reducing or preventing cartilage destruction which they caused.For that purpose, an experimental septic arthritis model has been formed by utilizing staphylococcus aureus on the rabbit knees. Rabbit knees are classified as (1) infected control, (2) α-2M control, (3) antibiotic treatment and (4) antibiotic + α-2M treatment groups. After 7 days animals are sacrificed. Cartilage samples taken from the groups are analyzed biochemically and histologically.Biochemically glycosaminoglycan amount of the cartilage samples are measured and compared between the groups. Compared to all treatment groups, on the knees treated with antibiotic + α-2M it is determined that loss of cartilage glycosaminoglycan was significantly lower (p<0.0001). Lesions occurred on the cartilage samples are evaluated by utilizing histological scoring method. Scores of the antibiotic + α-2M treatment group and antibiotic treatment group are compared. It is determined that, compared with the score of the group which is treated only with antibiotics, score of the antibiotic + α-2M treatment group was better and that the cartilage damage was significantly lower (p<0.008).In conclusion; cartilage damage which is to be occurred on the septic arthritis is prevented by utilizing α-2M with its general MMP inhibitor effect, as an addition to the classical septic arthritis treatment. This situation proves the role of the MMPs on the cartilage damage occurring on septic arthritis and it demonstrates that by blocking them the cartilage structure can be protected.