Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Stamcellsbehandling av hundar med osteoartrit är idag en högst aktuell cellterapimetod inom veterinärmedicinen. Osteoartrit, tidigare benämnd som artros, är en låggradig samt kronisk inflammatorisk ledsjukdom som drabbar över 20 % av den vuxna hundpopulationen. Denna vanliga sjukdom orsakar multifaktoriella skador som drabbar hela leden som organ. Syftet med detta arbete är att svara på frågan huruvida intraartikulär stamcellsbehandling har en klinisk effekt, med avseende på hältan, hos hundar med osteoartrit.
En frisk synovialled fördelar krafterna som uppkommer vid belastning och möjliggör friktionsfria rörelser vid fysisk aktivitet. Anatomiskt består leden av ledkapsel, ledbrosk, subkondralt ben, samt stabiliserande senor och ligament, som tillsammans utgör hela organet. Det hyalina brosket i leden skyddar benvävnadens epifys mot belastning och består histologisk av kondrocyter och extracellulärt matrix. Broskmatrixet byggs i sin tur upp av ett nätverk av kollagenfibrer, proteoglykaner och en rad andra molekyler. Proteoglykanerna, som syntetiseras av kondrocyter, binder till ett kärnprotein som formar glukosaminoglykaner. Dessa är hydrofila och har därför en hög vattenhållande förmåga, vilket är viktigt för att upprätthålla broskets elasticitet. Kollagenmolekylerna ger brosket dess draghållfasthet.
De kliniska symptomen vid osteoartrit är främst hälta följt av inflammation och smärta i leden som leder till avtagande fysisk aktivitet. Mikroskopisk ses en kronisk inflammation, fibrillering av broskytan, broskförlust, fissurer, clusters, bildning av osteofyter och subkondral benskleros i synovialleden, vilket medför smärta och en försämrad livskvalité för hundarna som drabbas av sjukdomen. Oftast orsakas en primär broskskada av överträning, infektioner eller onormala ledkonformationer vilket ger upphov till onormal stress på leden. Detta predisponerar i sin tur för utvecklingen av osteoartrit.

Behovet av en behandlingsmetod som fokuserar på ledens egna uppbyggande förmåga är stort, då dagens behandlingar av osteoartrit främst är inriktat på smärtlindring. Stamcellsbehandlingar är därför en intressant biologisk behandlingsmetod, eftersom de mesenkymala stamcellerna potentiellt innehar förmågan att differentiera till nya kondrocyter som kan producera ett nytt funktionellt broskmatrix.
Hittills har ett begränsat antal kliniska studier gjorts kring behandlingar med stamceller hos hundar med osteoartrit. Stamcellsbehandlingar har i flera studier, som behandlats i detta arbete, visat på en klinisk effekt som avtagande hälta liksom minskad inflammation efter de intraartikulära injektionerna. Undersökningarna har dock för det mesta omfattat ett fåtal individer, genomförts med behandlingsmetoder som ej är jämförbara och ibland gjorts i frånvaro av kontrollgrupper. Det är nödvändigt att flera mer detaljerade och omfattande studier görs på hund för att enklare kunna bedöma och dra en slutsats om stamcellernas kliniska effekt på leden.

Today, stem cell treatment has become a highly modern biological therapy within the veterinary medicine. Osteoarthritis, traditionally called arthrosis, is a low-graded chronical inflammatory joint disease affecting about 20 % of the adult population of dogs. This frequently occurring disease causes multifactorial damages in the joint as an organ. The aim of this literature study is to clarify whether intra-articular stem cell therapy, as a treatment of canine osteoarthritis, has a clinical efficacy on lameness in dogs.
A healthy synovial joint can distribute the forces that occur when the joint is exposed to pressure and facilitate frictionless movement during physical activity. Anatomically, the joint consists of a joint capsule, joint cartilage, subchondral bone, and stabilizing tendons and ligaments. The joint’s hyaline cartilage protects the bone of the epiphysis from mechanical stress and consists histologically of chondrocytes and extracellular matrix. Further, the cartilaginous matrix is built up of a network of collagen fibres, proteoglycans and a collection of other compounds. The proteoglycans, produced by the chondrocytes, connect to a core protein which shapes the structure of glucosaminoglycans. These are hydrophilic, contributing to their water-holding capacity, which is important for maintaining the elasticity. The tensile strength of the joint is given by the collagens.
The clinical symptoms of osteoarthritis are mainly lameness, followed by inflammation and pain contributing to a decrease in physical activity, but microscopical findings reveal further injuries, such as a chronic inflammation, fibrillation of the joint surface, cartilaginous loss, fissures, clusters, osteophytes and subchondral bone-sclerosis of the synovial joint. This entails pain suffering and a decreased quality of life for the affected dogs. Regularly, the predisposed factors for the development of osteoarthritis are overtraining, infections or irregular joint congruences or conformations, which may lead to abnormal stress on the joint.

Treatments of osteoarthritis currently in use do not focus on the regenerative capacity of the cartilage, but rather on a variety of pain relieve methods. Stem cell therapy is therefore a highly interesting biological treatment, as the mesenchymal stem cells have the potential to differentiate into new chondrocytes with the capacity of rebuilding the cartilage compounds of the matrix.
Up to present time, only a limited quantity of clinical studies about stem cell therapy on dogs with osteoarthritis have been done. Stem cell treatments have in several studies, as presented in this work, showed a clinical effect through decreased lameness as well as reduced inflammations after the intra-articular injection. On the other hand, most research studies have been either small-scaled or in absence of control groups, and may not be comparable due to differences in the method of the treatments. Further research within the stem cell field, with more detailed and extensive studies, is necessary if we are to be able to draw supplementary conclusions about the stem cell treatment’s clinical effect on the synovial joint.