Сучасні підходи до моделювання in vivo дегенеративних захворювань хребта

Abstract

Every year, more and more people suffer from illnesses and disabilities that occur due to lumbar pain. Many studies, someof that use in-vivo models, are conducted to decrease the socioeconomic impact of the consequences of degenerative spinediseases. Objective. To evaluate the advantages and disadvantages of different in vivo models that are used to study the mechanisms of development of degenerative disturbances in spinal motion segments and test prospective methods of treating them. Methods. A search was conducted in the PubMed, Google Scholar, and Base scientific databases with the following key words: Spinal Diseases, Spine Disorder, Intervertebral Disc Degeneration (Repair), Facet Joint Degeneration (Repair), Animal Model, Facet (Zygapophyseal) Joint Osteoarthritis, Canine (dog), Swine (Pig), Ovine (sheep), Rabbit, Rat, Mice. The depth of the search was 10 years. Results. Rodents, pigs, goats, dogs, sheep, and primates are used to study mechanisms of development of degenerative disturbances in spinal motion segments and to test different approaches. Studies on larger animals are conducted due to their similarities in size, anatomy, biomechanics, and histological structure of vertebrae and intervertebral discs to humans. Models using dogs and alpacas are specifically of interest because of the natural age-related degradation of their intervertebral discs. However, experiments using large animals are restricted by high costs and bioethics regulations. The use of rabbits, rats, and mice in experiments is promising. For these animals, degenerative disturbances in the spine are modeled by creating traumatic injuries (disturbing the integrity of facet joints, endplates, annulus fibrosus, and nucleus pulposus, nucleotomy, and discectomy) or injection of chemical agents. Conclusions. The advantages of using of rodents instead of large animals to model the mechanisms of development of degenerative spine diseases and to test treatment methods include the relative ease of use and reproducibility of experiments, and economic and ethical viability. However, models should be chosen carefully and according to with the aims of the study.

Поширеність захворюваності й інвалідності через поперековий біль у світі постійно зростають. Для зменшення со-ціально-економічних наслідків дегенеративних захворювань хребта проводять масштабні дослідження, зокрема, ізвикористанням моделей in vivo. Мета. З’ясувати переваги та недоліки різних експериментальних моделей in vivo длявивчення механізмів розвитку дегенеративних порушень у складових хребтових рухових сегментах і тестування ме-тодик їхнього лікування. Методи. Проведено пошук джерел літератури в наукових базах PubMed, Google Scholar,Base за ключовими словами Spinal Diseases, Spine Disorder, Intervertebral Disc Degeneration (Repair), Facet JointDegeneration (Repair), Animal Model, Facet (Zygapophyseal) Joint Osteoarthritis, Canine (dog), Swine (Pig), Ovine (sheep),Rabbit, Rat, Mice. Глибина пошуку прийнята 10 років. Результати. Для вивчення механізмів розвитку дегенера-тивних порушень у хребтових рухових сегментах або випробовування лікувальних стратегій використовуютьлабораторних гризунів, свиней, кіз, собак, овець, приматів. Дослідження на великих тваринах виконують завдяки по-рівнянним розмірам, анатомії, біомеханіці та гістологічній структурі тіл хребців і міжхребцевих дисків. Через природ-ну дегенерацію з віком привабливими для вивчення механізмів розвитку дегенеративних захворювань хребта є моделіна собаках та альпаках. Проте експерименти на великих тваринах обмежені високою вартістю та вимогами біоети-ки. Перспективним є використання кролів, щурів, мишей. У них дегенеративні зміни у хребті моделюють шляхом ви-конання травматичних ушкоджень (порушення цілісності дуговідросткових суглобів, замикальних пластинок, волок-нистого кільця чи драглистого ядра, нуклеотомії, дискектомії) і в ведення х імічних а гентів. В исновки. П еревагоюлабораторних гризунів перед великими тваринами в якості моделей для вивчення механізмів розвитку дегенеративнихзахворювань хребта і тестування методик їхнього лікування є простота застосування та легкість відтворювання,економічна й етична виправданість. Проте обирати модель необхідно ретельно відповідно до завдань дослідження.