Développement d’un modèle de lésion chronique de la coiffe des rotateurs chez le lapin pour l’étude de la fibrose et de la dégénérescence graisseuse musculaire

Un modèle animal reproductible et physiologiquement pertinent permet de faire progresser la compréhension de la pathogenèse de la maladie, d’évaluer les résultats des thérapies cliniques et d’améliorer et de développer les traitements chirurgicaux³⁵. Dans cette étude, un modèle fiable et précis de SSC de lapin qui imite certains aspects de l’anatomie et de la physiopathologie de la RC humaine a été établi. Les déchirures RC sont liées à des changements dégénératifs musculaires progressifs et probablement irréversibles, entraînant une réduction du potentiel de guérison. Par exemple, Ko et al. ont montré que le rattachement de la SSP de lapin à 6 semaines n’inversait pas l’atrophie musculaire ou la DF dans les 6 semaines suivantes. Une telle atrophie musculaire médiée par la FD influence plusieurs paramètres cliniques importants, notamment la force des muscles tendineux et l’amplitude des mouvements articulaires, ce qui peut affecter les résultats chirurgicaux^36,37.

Le protocole établi ici a montré des attributs chroniques significatifs après la transection des unités musculo-tendineuses SSC. Plus précisément, ces changements comprennent une diminution visible de la masse musculaire et une augmentation du contenu adipeux et du tissu fibreux (Figure 2, Figure 3 et Figure 4). Ces résultats sont cohérents avec les changements dégénératifs rapportés dans les déchirures RC humaines³⁸. Au cours des dernières années, le rat est devenu l’un des modèles animaux les plus intensément étudiés pour les maladies et les blessures RC en raison de ses grandes similitudes anatomiques avec les SSP humains et rats voyageant sous l’acromion^38,39,40. Cependant, il convient de noter que la partie de la SSP du rat qui passe sous l’arcade acromiale est musculaire par opposition à tendineuse, ce qui est le cas chez l’homme⁴¹. Plus important encore, Barton et al. ont reconnu un manque d’accumulation significative de graisse après le décollement du tendon SSP chez les rats²³, ce qui contraste avec la condition humaine⁴². En tant que tel, on pense que le complexe SSC du lapin peut fournir un modèle approprié pour imiter la déchirure RC chronique des humains.

Pour assurer la reproductibilité de ce modèle, deux points méritent d’être notés lors de l’exécution de ce protocole. Tout d’abord, après la coupure d’unités muscle-tendon, l’extrémité libre du tendon transecté peut être exposée à un risque de formation d’adhérences, ce qui peut rendre la récupération du tendon difficile pour les manipulations ultérieures. Pour éviter ce problème, un tube en silicone non résorbable a été utilisé pour envelopper l’extrémité libre de la jonction muscle-tendon après la transsection afin d’éviter l’adhérence spontanée aux tissus environnants ainsi que la cicatrisation spontanée (Figure 1E). De plus, l’unité muscle-tendon transectée au cours d’une deuxième procédure d’intervention (c’est-à-dire pour effectuer une réparation sécurisée ; données non présentées) peut être clairement identifiée en enveloppant l’extrémité des tissus lésés au moment de la chirurgie initiale. Cette technique est économique, efficace et peut être facilement mise en œuvre en chirurgie⁴³. Deuxièmement, les lapins sont une espèce très sensible qui peut présenter un comportement préjudiciable après une intervention chirurgicale. Pour éviter de tels problèmes, il est fortement recommandé d’appliquer également un collier souple pour éviter les comportements indésirables, y compris l’automutilation, le léchage des sites chirurgicaux et le retrait des sutures (Figure 1I). Par rapport aux colliers électroniques conventionnels du commerce qui sont fabriqués en plastique rigide, le collier souple fabriqué par nos soins n’a causé aucune lésion cutanée ni aucun autre effet secondaire affectant le bien-être des animaux ou la qualité de la recherche scientifique. Ensemble, ces étapes sont essentielles pour créer un modèle de blessure RC chez le lapin reproductible avec précision et offrir la possibilité d’étudier les stratégies de réparation régénérative.

Pour étudier la physiopathologie et la cicatrisation des tendons dans un modèle animal, une lésion distincte et reproductible doit être créée, et les points temporels de l’étude doivent être soigneusement sélectionnés. La grande majorité des études sur les lésions tendineuses et la cicatrisation ont été réalisées sur des tendons animaux entièrement transectés⁴⁴, car la transsection est une procédure simple, hautement reproductible et capable de simuler de manière adéquate le scénario clinique^45,46. Huegel et al. ont montré que la lésion d’un tendon partiellement transecté était moins grave que celle d’un tendon complètement transecté, et que l’immobilisation avait un effet néfaste sur la mécanique du tendon, y compris une raideur articulaire accrue⁴⁷. Pour évaluer l’atrophie et la FD observées dans le cadre d’une déchirure RC massive, il est essentiel de définir les points de temps caractéristiques observés expérimentalement. Gupta et al. ont validé un modèle de lésion RC chez le lapin mâle et ont observé une atrophie musculaire à 2 et 6 semaines, avec une augmentation de la teneur en graisse à des moments ultérieurs (moins de 5 % de graisse à 2 semaines contre plus de 10 % de graisse à 6 semaines), ce qui correspond au processus pathologique observé dans les déchirures RC humaines¹¹. Dans cette étude, une déchirure RC massive a été créée par la section de l’unité muscle-tendon SSC chez des lapins mâles et femelles pendant 4 semaines, ce qui a entraîné une FD musculaire SSC (36,5% de teneur en graisse). Ainsi, un délai de 4 semaines est approprié pour générer la FD musculaire SSC chez les lapins blancs mâles et femelles de Nouvelle-Zélande.

Il existe plusieurs limites à cette étude. Il s’agit notamment : (i) des étapes associées à la génération de modèles animaux, telles qu’un délai relativement court et des matériaux potentiellement inflammatoires (tubes de penrose à base de silicone) pour la génération de lésions chroniques ; (ii) la caractérisation et l’analyse de modèles animaux, telles que l’absence d’analyse de la marche et d’électromyographie pour évaluer la cinématique articulaire et la génération de la force contractile musculaire ; et (iii) la comparaison de modèles animaux, comme l’absence de comparaison avec d’autres sites de blessures RC.

En termes de génération de modèles, les lésions RC humaines impliquent généralement une atrophie progressive et une DF qui peuvent survenir sur une période de plusieurs années, ce qui est relativement plus long que le délai de 4 semaines rapporté ici. Ceci est considéré comme acceptable, car un modèle animal qui génère environ 36,5 % de graisse intramusculaire dans un laps de temps relativement court sera pratique sur le plan logistique et pourra être prolongé si nécessaire. De plus, la biocompatibilité des implants à base de silicone, tels que les tubes de penrose, a été une source de controverse de longue date en raison de rapports de réponse immunitaire cellulaire et d’inflammation⁴⁷ ; par conséquent, un autre matériau inerte, tel que le polyéthylène glycol (PEG), peut être substitué à l’enveloppement du tendon réséqué si l’on poursuit des études RC associées à l’inflammation.

En ce qui concerne la caractérisation et l’analyse des modèles animaux, l’absence d’analyse de la démarche⁴⁹ et d’études électromyographiques⁵⁰ peut limiter les résultats de l’étude à des données histologiques qualitatives. Ces aspects pourraient être abordés dans de futures études en utilisant l’analyse du mouvement vidéo⁵¹ et l’électromyographie de surface⁵⁰ pour générer des données quantitatives sur la cinématique de l’épaule et les performances des muscles RC.

En termes de comparaison de modèles, étant donné que les tendons SSP et infra-épineux chez les lapins ont également été largement utilisés pour les études RC, la comparaison de la gravité des blessures, y compris la DF entre ces différents sites de blessures à l’avenir, permettra d’identifier d’autres sites pour l’optimisation du modèle.

En résumé, cette étude a mis au point un protocole pour modéliser les lésions chroniques de type RC chez les lapins mâles et femelles. Ce modèle est pratique pour les investigateurs en raison de sa simplicité (transection) et de sa période relativement courte pour induire une chronicité (4 semaines) tout en générant un degré élevé (36,5 %) de DF intramusculaire. En tant que tel, ce protocole devrait aider les chercheurs dans l’étude de la physiopathologie RC, ainsi que faciliter le développement de nouvelles thérapies pour la réparation et la régénération des muscles et des tendons.