Pazienti con Reazioni di Intolleranza per Sostituzione Totale del Ginocchio: Valutazione Combinata di Allergia Diagnostica, Periprotesica, Istologia, e Peri-implantare Espressione di Citochine Pattern

Abstract

Abbiamo eseguito un approccio combinato per identificare il sospetto di allergia per l’artroprotesi di ginocchio (TKR): patch test (PT), test di trasformazione linfocitaria (LTT), istopatologia (inquadramento generale; Linfociti T e B, macrofagi e neutrofili) e analisi mediatrice infiammatoria semiquantitativa basata su PCR in tempo reale (IFNy, TNFa, IL1-β, IL-2, IL-6, IL-8, IL-10, IL17 e TGFß). Abbiamo analizzato 25 pazienti con TKR con complicazioni ancora inspiegabili come dolore, versamento e ridotta gamma di movimento. Consistevano in 20 pazienti con comprovata sensibilizzazione del metallo (11 con reazioni PT; 9 con solo reattività LTT). I campioni di controllo provenivano da 5 pazienti TKR complicati senza sensibilizzazione metallica, 12 pazienti OA prima dell’artroplastica e 8 pazienti PT senza artroplastica. Sono stati osservati infiltrati linfocitari e la risposta tissutale fibrotica (membrana di tipo IV) è stata più frequente nei pazienti sensibili al metallo, ad esempio nell ‘ 81% dei pazienti positivi al PT. Quest’ultimo aveva anche segnato l’espressione IFNY periprotetica. 8/9 pazienti con chirurgia di revisione con impianti a base di Ti-coated / oxinium hanno riportato sollievo dai sintomi. I nostri risultati dimostrano che combinare la diagnostica delle allergie con l’istopatologia e la valutazione delle citochine periprostetiche potrebbe consentirci di progettare strategie diagnostiche migliori.

1. Introduzione

La sostituzione dell’anca e del ginocchio sono procedure chirurgiche di grande successo per ripristinare la qualità della vita nei pazienti con osteoartrite e, di conseguenza, i tassi di impianto sono in costante aumento . Tuttavia, in una parte sostanziale di tali pazienti il fallimento dell’impianto porta alla revisione dell’impianto. Una recente revisione elenca un tasso di revisione totale della sostituzione del ginocchio (TKR) del 9,5% in Germania e dell ‘ 8,4% negli Stati Uniti per l’anno 2011 . All’interno dello spettro di condizioni che portano al fallimento del TKR si possono trovare reazioni avverse, ma il ruolo dell’allergia è ancora una questione controversa. L’allergia cutanea al metallo è frequente nella popolazione generale, ad esempio circa il 13% al nichel (Ni), il 2% al cobalto (Co) e l ‘ 1% al cromo (Cr) . L’usura o la corrosione portano all’esposizione peri-implantare e sistemica del metallo (in particolare Ni, Cr o Co) dei pazienti con artroplastica e, di conseguenza , la prevalenza della sensibilità del metallo nei pazienti con impianto fallito è stata riportata per essere aumentata . Per quanto riguarda la sostituzione totale dell ‘anca, l’ allentamento asettico è stato per lo più attribuito alla risposta del corpo estraneo dominata dai macrofagi associata all ‘ usura come meccanismo sottostante . Nell’ultimo decennio, l’attenzione si è rivolta al ruolo dell’ipersensibilità nell’infiammazione peri-implantare. In particolare nell’artroplastica metallo su metallo è stato descritto un sottogruppo di pazienti che mostrava un’infiammazione linfocitica piuttosto peri-implantare come potenziale elicitor di insufficienza implantare . I cambiamenti istologici descritti includono l’infiltrazione diffusa, perivascolare o linfocollicolare (linfoide) di linfociti e pochi macrofagi, venule endoteliali elevate e in parte necrosi tissutale . L’allergia del metallo come fattore che contribuisce è stata suggerita dal legame osservato tra l’infiammazione linfocitica peri-implantare, la reattività del patch test ai metalli e la risposta avanzata del test di trasformazione dei linfociti (LTT) ai metalli in una serie di tali pazienti . C’è tuttavia ancora una discussione controversa, su quale misura l’allergia al metallo contribuisca alle reazioni avverse del “termine ombrello” nell’artroplastica dell’anca . Infatti, i pazienti allergici al metallo possono ben tollerare i rispettivi metalli contenenti impianto . Per quanto riguarda il TKR esistono anche rapporti sull’allergia cutanea al metallo trovata in associazione a complicanze , ma non è ancora stato ulteriormente studiato se tale allergia al metallo sia responsabile della reazione biologica. Mentre assistiamo a pazienti con sospette reazioni di intolleranza all’impianto in uno speciale ambulatorio ambulatoriale, ci siamo chiesti se in una serie di pazienti con TKR complicato una potenziale sensibilità del metallo potesse essere collegata a un particolare quadro istologico peri-implantare e modello di espressione delle citochine. Per affrontare la potenziale rilevanza clinica dei risultati abbiamo inoltre contattato i pazienti per vedere se hanno avuto qualche beneficio dalla chirurgia di revisione con particolare attenzione al potenziale uso di materiali “ipoallergenici” dopo la chirurgia di revisione.

Pertanto, lo scopo dell’indagine era quello di dimostrare meglio l’eziologia allergica in TKR complicato combinando diversi passaggi diagnostici e valutando la rilevanza clinica dei risultati in un follow-up.

2. Materiali e metodi

2.1. Pazienti e controlli

Un totale di 45 pazienti ha preso parte allo studio. Lo studio è stato approvato dal comitato etico. Sono stati analizzati i seguenti gruppi di pazienti.

25 pazienti di artroplastica del ginocchio (16 m, 9 f, 37-75 anni) con TKR a base di CoCrMo e complicazioni come allentamento, versamenti ricorrenti e dolore sono stati presentati dai loro chirurghi ortopedici di trattamento al nostro ambulatorio per la diagnostica delle allergie, poiché la diagnostica precedente non ha dato alcuna indicazione di elicitori di problemi come malposizionamento/malallineamento, frattura o infezione. Secondo i risultati della diagnostica delle allergie, questi pazienti sono stati ulteriormente assegnati a tre gruppi. Gruppo I: 11 pazienti (patch test positivo e LTT positivo), Gruppo II: 9 pazienti (patch test negativo e LTT positivo) e Gruppo III: 5 pazienti (patch test negativo e LTT negativo).

Lo studio ha incluso 12 pazienti (1 m, 52-89 anni; “gruppo di controllo OA”) senza impianto, ma malattia articolare degenerativa/osteoartrite (OA) prima dell’artroplastica del ginocchio.

Lo studio ha incluso 8 pazienti (2 m, 53-75 anni; “gruppo di controllo PT”) senza impianto, ma sottoposti a patch test (PT) per sospette malattie allergiche della pelle. 6/8 aveva reattività Ni-PT, 2/8 non aveva reattività Ni-PT.

Nei 25 pazienti con TKR, la potenziale sensibilità del metallo è stata valutata da PT e LTT; inoltre, sono stati ottenuti campioni di tessuto periprotesico per istologia, analisi molecolare e microbiologia. Inoltre è stato ottenuto un punteggio WOMAC durante la visita ambulatoriale per avere un feedback sulla percezione dei pazienti dell’attività quotidiana e del dolore. Nei 12 pazienti OA (“gruppo di controllo OA”), a campioni di tessuto TKR primario sono stati ottenuti per istologia, analisi molecolare e microbiologia. Negli 8 pazienti “PT-control group”, sono state ottenute biopsie dalle aree 6 Ni-PT reattive e 2 Ni-non reattive PT per l’istologia e l’analisi molecolare. Le caratteristiche dei 45 pazienti sono riassunte nella Tabella 1.

Sesso Età (anni) Tessuto sopravvivenza dell’Impianto (mese)
Gruppo I
(la chirurgia di revisione, patch test+, LTT+)
7 m 4 f ø59.0
(37-75)
Ginocchio ø25.7
(6-30)
Gruppo II
(la chirurgia di revisione, patch test, LTT+)
7 m 2 f ø64.2
(53-71)
Ginocchio ø28.0
(12-60)
Gruppo III
(la chirurgia di revisione, patch test, LTT−)
2 m 3 f Ø69.8
(59-75
Ginocchio Ø23.4
(7-42)
OA-Gruppo di controllo
(gonartrosi prima di artroprotesi)
1 m 11 f 69.2
(52-89)
Ginocchio
PT-Gruppo di controllo
(patch test+ biopsie)
(patch test− biopsie)
1 m 5 f
1 m 1 w
64.25
(53-75)
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Tabella 1
Pazienti caratteristiche.

2.2. Patch Test (PT)

Nei 25 pazienti con TKR è stata testata sulla schiena dei pazienti una serie standard europea di 30 allergeni da contatto tra cui un preparato Co, Cr e Ni (Hermal, Reinbek, Germania) integrata da una serie di allergeni metallici (Brial Allergen GmbH, Greven, Germania) e una serie di componenti di cemento osseo in caso di artroplastica cementata. I preparati di prova sono stati applicati nelle camere di Finn per 2 giorni e le reazioni sono state valutate il giorno della rimozione e 3 giorni dopo l’applicazione. Nei pazienti con test della serie di cemento osseo, è stata eseguita una lettura aggiuntiva dopo 1 settimana. La classificazione delle reazioni cutanee è stata raccomandata dal gruppo di ricerca tedesco sulla dermatite da contatto.

2.3. Test di trasformazione dei linfociti (LTT)

Le cellule mononucleate del sangue periferico (PBMC) sono state ottenute dal sangue eparinizzato dei pazienti con TKR mediante centrifugazione a densità su Ficoll-Hypaque (Phadia, Friburgo, Germania). Le cellule sono state coltivate nel mezzo RPMI1640 (Biochrom, Berlino, Germania) integrato da siero autologo, glutammina, soluzione antibiotico-antimicotica e amminoacidi non essenziali. Tutte le colture sono state eseguite in quadruplicato in piastre a 96 pozzetti (Nunc, Roskilde, Danimarca). Gli stimoli erano il mitogeno pan T-cell phytohemagglutinin (PHA) 2.4 µg/mL, il tossoide tetanico (TT ) 5 µg/mL, NiSO4, CrCl3 e CoCl2 (7 concentrazioni ciascuna da a) e il terreno di coltura da solo come controllo. Dopo 5 giorni, le cellule sono state pulsate con timidina 3H durante la notte e la proliferazione è stata valutata mediante radioattività incorporata. L’indice di stimolazione (SI) è stato calcolato dal rapporto tra conteggi medi al minuto (cpm) di colture stimolate e non stimolate. SI > 3 è stato considerato positivo.

2.4. Analisi del tessuto peri-implantare

Nei 25 pazienti con TKR, sono stati ottenuti campioni di tessuto dalla capsula articolare di nuova formazione al momento della revisione. Almeno 2 sonde sono state inviate per la valutazione microbiologica all’Endoklinik di Amburgo. Le altre due sonde sono state elaborate per l’istologia e una sonda per l’analisi molecolare. Nei 12 pazienti con OA sono stati ottenuti campioni di tessuto al momento dell’impianto di artroplastica primaria per l’istologia e l’analisi molecolare come sopra. Gli 8 pazienti “PT-control group” sono stati sottoposti a biopsia punch delle loro aree Ni-PT sul retro dopo la lettura del test su D3. Una sonda ciascuna è stata ottenuta per l’istologia e l’analisi molecolare.

2.5. Esame istologico

I tessuti fissati alla formalina sono stati trattati e colorati con ematossilina-eosina. L’immunoistologia è stata eseguita con anticorpi contro gli antigeni delle cellule T (CD3), delle cellule B (CD20), dei macrofagi (CD68 e KP1) e dei neutrofili (CD15). Le sezioni sono state esaminate al microscopio e la distribuzione proporzionata dei componenti del tessuto, inclusi macrofagi, accumulo diffuso o perivascolare di linfociti T o B e plasmacellule, nonché il modello di reazione generale del campione di tessuto sono stati valutati in modo semiquantitativo. Il punteggio di classificazione era secondo Krenn et al. e nel caso dei campioni derivati dal paziente TKR è stata utilizzata la classificazione di consenso. Questa classificazione di consenso suddivide i modelli di reazione del tessuto peri-impianto in un corpo estraneo dominato da particelle come risposta (Tipo I), un tipo infettivo dominato dai granulociti (Tipo II), la miscela di tipi I e II (tipo combinato, Tipo III) e una reazione paucicellulare e piuttosto fibrotica (Tipo IV, tipo indifferente).

2.6. Analisi molecolare

Le seguenti sonde sono state ottenute in liquido conservante RNA per l’analisi successiva: da ciascuno dei 25 pazienti TKR e 12 pazienti di controllo OA peri-impianto e tessuto sottocutaneo (riferimento) sonda; dal gruppo di controllo del patch test 6 sonde Ni-PT-positive e 2 sonde dal sito di prova Ni-non-reattiva (riferimento).

L’RNA totale è stato isolato dal campione di tessuto mediante estrazione di fenolo/cloroformio e trascritto in cDNA mediante l’uso della trascrittasi inversa AMV. L’espressione delle seguenti citochine è stata analizzata mediante RT-PCR semiquantitativa nel LightCycler: IFNy, TNF, IL1-β, IL-2, IL-6, IL-8, IL-10, IL17 e TGFß. Il valore di espressione è stato determinato rispetto al gene di mantenimento della casa EF1 – con il metodo ΔΔCt di Schmittgen e Livak .

2.7. Confronto del punteggio WOMAC pre – e postoperatorio

Un sistema di punteggio modificato è stato utilizzato in conformità con la pubblicazione di Roos et al. . Dal momento che dai pazienti dei gruppi I e II era disponibile il punteggio preoperatorio del ginocchio WOMAC, abbiamo inoltre contattato i pazienti dopo l’intervento di revisione per ottenere anche (a non meno di 6 mesi dopo l’intervento) le informazioni sul punteggio WOMAC postoperatorio. Particolare attenzione è stata posta sui pazienti con revisione mediante l’uso di materiale “ipoallergenico”.

3. Risultati e discussione

L’allergia agli impianti metallici rimane ancora una diagnosi di esclusione, con un ritardo nella diagnosi dovuto alla mancanza di criteri specifici per la malattia e alla necessità di combinare diversi passaggi diagnostici. Così i vari elicitors della complicazione sono messi in discussione in primo luogo nel guasto di TKR e l’allergia dell’impianto del metallo è diagnosticata da una combinazione di PT, LTT e di istopatologia . Lo studio presentato qui mira a sostenere il miglioramento degli strumenti diagnostici.

3.1. Diagnostica allergica

Tra i 20 pazienti con sensibilità ai metalli, 11 (Gruppo I) hanno mostrato reazioni PT ai metalli (in parte reazioni multiple): 10 a Ni, 6 a Co, 2 a Cr, e uno di questi 11 pazienti ha anche mostrato reazioni PT ai componenti del cemento osseo (a gentamicina e perossido di benzoile). In 6/11 erano disponibili ulteriori dati LTT che mostravano 5x reattività Ni e 1 LTT non reattivo. Nei restanti 9 pazienti (Gruppo II) con PT negativo ai componenti dell’impianto ma LTT positivo abbiamo trovato reattività LTT 9x a Ni, 1x a Co. Questi dati sono riassunti nelle tabelle 2-4. In diversi studi è stata riscontrata una maggiore sensibilità del metallo nei pazienti con artroplastica . Su una scala più ampia, quando si confrontano 100 pazienti senza sintomi con 200 pazienti di artroplastica complicata, tale aumento dell’incidenza di allergia ai metalli—in particolare a Ni—potrebbe essere riprodotto . La maggior parte dei dati sulle condizioni di rilascio del metallo in vivo sono derivati da pazienti con artroplastica dell’anca. Tuttavia, il rilascio locale di Co e Cr è osservato anche nella TKR e viene riportata la rispettiva esposizione sistemica dei pazienti . Inoltre, anche il rilascio di Ni sostanziale potrebbe essere osservato nei pazienti con CoCrMo-artroplastica . La predominanza di allergia Ni nei nostri gruppi di pazienti potrebbe quindi riflettere non solo la predominanza relativa di allergia Ni nella popolazione generale. D’altra parte, anche i pazienti senza sintomi con artroplastica del ginocchio ben performante possono avere allergia cutanea ai metalli in lega di impianto . Così, come Granchi et al. dichiarato nel 2012 che la presenza di sensibilità del metallo non può significare meccanismo di guasto dell’impianto a livello di singolo paziente.

Patient number Age, sex Patch test reaction LTT-reaction CD3-infiltrate KP1 CD20 CD15 Rating (Type I–IV according to )
Qualitative Quantitative
10 37, m Ni, Co, Cr n.d. Micronodal perivascular + ++ Type 4
8 51, f Ni, Ni, Micronodal perivascular ++ + Type 4
15 59, f Ni n.d. Micronodal perivascular ++ ++ + Type 4
9 74, m Ni, Co n.d. Micronodal perivascular +++ ++ Type 4
3 51, m Co n.d. Diffuse + Type 4
18 58, f Ni, Ni Diffuse Type 1 (Necrosis)
7 75, m Ni Ni Diffuse + ++ Type 4
1 63, m Ni, Co, Ge, Be Ni Diffuse + ++ + + Tipo 4
16 57, m Ni, Co Noi Diffusa + + Tipo 4
17 68, m Ni, Co, Cr, n.d. Diffusa + + Tipo 4
19 56, f Ni, neg Diffusa + ++ Tipo 1
Risultati in 11 pazienti con CoCrMo a base di artroprotesi del ginocchio con complicazioni e positivo patch test di reazione. Ni = nichel, Co = cobalto, Cr = cromo, Ge = gentamicina, B = perossido di benzoile; n.d. = non fatto; LTT = test di trasformazione dei linfociti.
Tabella 2
Risultati del patch test/LTT e classificazione istologica, gruppo I.

numero di Paziente Età, sesso Patch test di reazione LTT-reazione CD3-infiltrarsi KP1 CD20 CD15 Valutazione (Tipo I–IV secondo )
Qualitativa Quantitativi
11 61, m neg Ni Diffusa + Tipo 4
12 65, f neg Noi Diffusa ++ Tipo 1
14 66, m neg Ni, Co Diffusa ++ Tipo 4
2 71, m neg Noi Diffusa + ++ + Tipo 1
4 66, m neg Ni Diffusa + + Tipo 4
5 64, m neg Ni Diffusa + + Tipo 4
6 53 m neg Ni Diffusa + ++ Tipo 4
13 69, m neg Ni Diffusa + Tipo 4
20 63, f neg Ni Diffusa + ++ + Tipo 1
Risultati in 9 pazienti con CoCrMo a base di artroprotesi del ginocchio con complicazioni negativo patch test positivi test di trasformazione linfocitaria (LTT); abbreviazioni, vedere la Tabella 2.
Tabella 3
Risultati del patch test/LTT e classificazione istologica, Gruppo II.

numero di Paziente Età, sesso Patch test di reazione LTT-reazione CD3-infiltrarsi KP1 CD20 CD15 Valutazione (Tipo I–IV secondo )
Qualitativa Quantitativi
IAR 6 59, f neg Neg n.un.*
IAR 18 73, f neg Neg Tipo 4
IAR 23 74, f neg Neg Tipo 4
IAR 26 68, m neg Neg + Tipo 2
IAR 5 75, m neg Neg Focale +++ +++ +++ +++ Tipo 2
n.un.: non applicabile a causa della necrosi fibrinoide.
Risultati in 5 pazienti con artroplastica del ginocchio a base di CoCrMo con complicanze, patch test negativo e LTT negativo; per le abbreviazioni vedere Tabella 2.
Tabella 4
Risultati del patch test/LTT e classificazione istologica, gruppo III.

3.2. Esame istologico

Ci siamo chiesti se l’analisi del tessuto periprotesico avrebbe aiutato a discriminare la risposta del tessuto iperergico. A tale scopo, sono state scelte quattro condizioni per l’analisi comparativa del campione di tessuto. Ad esempio, sono stati ottenuti campioni di tessuto periprotesico da (1) i 20 pazienti con TKR con complicanze e sensibilità al metallo (gruppi I e II); (2) i 5 pazienti con TKR con complicanze ma nessuna sensibilità al metallo (Gruppo III); (3) 12 pazienti con malattia degenerativa dell’articolazione del ginocchio/osteoartrite (gruppo di controllo OA) all’artroplastica primaria; e (4) le biopsie cutanee che sono state eseguite nei siti di PT in 8 pazienti PT (gruppo di controllo PT) di cui 6 hanno avuto una reazione PT positiva, eczematosa a Ni e 2 non hanno avuto alcuna reazione PT a Ni. La valutazione della risposta tissutale della capsula periprostetica/(neo) è stata effettuata secondo la classificazione di consenso standardizzata inizialmente pubblicata da Morawietz et al. nel 2006 e rivisto da Krenn et al. . Inoltre l’attenzione è stata posta sulla presenza di linfociti T, linfociti B, neutrofili e macrofagi-e inoltre sono state inviate sonde di pazienti dei gruppi I, II e III alla valutazione microbiologica. Sono stati fatti diversi risultati inaspettati: 9/11 pazienti del gruppo I e 6/9 pazienti del gruppo II avevano un tessuto connettivo ricco di fibre di collagene simile a una reazione tissutale periprotesica (Tipo IV/tipo indeterminato). E solo 5 dei 20 pazienti sensibili al metallo avevano il quadro generale del “tipo indotto da particelle di usura” con risposta dominata dai macrofagi. Ciò è in contrasto con l’osservazione generale della risposta per lo più di particelle di usura/corpi estranei come pattern tissutale in artroplastica fallita e alla sola reattività di risposta di tipo IV (fibrotica) del 15% nei 370 campioni analizzati da Morawietz et al. . Non ci sono stati segni di infezioni in questi 20 campioni dei nostri pazienti dei gruppi I e II. Pur essendo una reattività paucicellulare di tipo “artrofibrosi” predominante, la presenza di linfociti è stata notata nella distribuzione perivascolare o sparsa (Figure 1(a) e 1(b)). Al contrario, dei 5 pazienti senza sensibilità al metallo due hanno mostrato infezione e l’infiammazione linfocitica è stata osservata solo in uno di questi pazienti. Nei pazienti OA, ancora una volta, sono stati osservati infiltrati linfoistiocitici insieme all’assenza di neutrofili. Questi risultati sono riassunti nelle tabelle 2, 3 e 4. Le figure 1 (a) e 1 (b) sono risultati istologici rappresentativi di pazienti nei gruppi I e II. Le biopsie da reazioni allergiche indotte da Ni sono state caratterizzate da infiltrati linfoistiocitici perivascolari e talvolta diffusi insieme a cambiamenti epidermici tipici dell’allergia da contatto come mostrato in un campione rappresentativo(Figura 2 (a)). Witzleb et al. ipotizzava che la presenza perivascolare o diffusa di linfociti (T)nel tessuto periprotesico potesse essere interpretata come risposta iperergica . Tuttavia, von Domarus e colleghi hanno descritto l’infiltrazione dei linfociti T come un reperto comune in campioni di tessuto di artroplastie metallo-su-polietilene recuperate asetticamente allentate. Pertanto, concludono che né la necrobiosi né l’infiltrazione dei linfociti T devono essere considerate specifiche per la reazione di ipersensibilità al metallo.

(a)
(a)
(b)
(b)

(a)
(a)(b)
(b)

Figura 1
(a) Esempio di infiltrato linfocitario perivascolare; Macchia CD3. (b) Esempio di linfociti periprotesici sparsi; macchia CD3.

(a)
(a)
(b)
(b)

(a)
(a)(b)
(b)

Figura 2
(a) Istologia del patch test (PT) reazione al Ni mostrando perivascolare T-infiltrati linfocitari, sparsi eosinofili, epidermico e “spongiotic” cambia. (b) Espressione relativa del mediatore infiammatorio nella biopsia della reazione PT positiva a Ni. Analisi basata su RT-PCR semiquantitativa in tempo reale.

3.3. Profilo di espressione delle citochine

In considerazione delle pubblicazioni in parte inconcludenti, ci siamo chiesti se la valutazione dell’espressione del mediatore infiammatorio potesse migliorare la caratterizzazione del modello di risposta tissutale. Nella Figura 2 (b) viene mostrato il pattern di espressione dell’RNA delle citochine di una reazione acuta di ipersensibilità cutanea di tipo ritardato a Ni. I risultati principali sono la marcata upregulation di IFNy come marker tipico della risposta Th1 che stimola la risposta immunitaria cellulare e di IL-2 che indica l’attivazione e la proliferazione delle cellule T. Quando si valutano i gruppi di pazienti con TKR metallico con / senza sensibilità metallica e gruppo OA-controllo, tale sovraregolazione di IFNy era anche particolarmente visibile nei pazienti del Gruppo I, ad esempio, TKR con complicanze e reattività del patch test ai metalli. Tra gli altri mediatori valutati, nei pazienti con TKR l’espressione di IL-2 era più prominente nel gruppo I e nel Gruppo di pazienti OA – e l’espressione di TGF-ß leggermente più elevata nei gruppi I e II. Questo è il caso anche per IL-6 (nei gruppi I e II) e un paziente nel gruppo II (paziente con infezione periprostetica). Questi altri mediatori non sono mostrati in quanto vi è stato solo un aumento individuale del TNF nei pazienti OA, ma nessuna differenza importante tra i diversi gruppi. L’aumento dell’impegno del lignaggio TH1 si riflette nell’aumentata espressione IFNy. Qui abbiamo trovato una marcata upregulation IFNy non solo tipicamente nelle reazioni PT indotte da Ni, ma in particolare anche nei pazienti TKR del gruppo I, suggerendo il suo ruolo nella progressione della malattia periprotetica. È interessante notare che Jämsen e colleghi hanno recentemente riferito di aver trovato cellule T CD3+ sparse nel tessuto di interfaccia di artroplastica dell’anca asetticamente allentata con risposta predominante delle particelle di usura correlate ai macrofagi. Tuttavia, né con PCR quantitativa né con immunoistochimica potrebbero mostrare un’espressione significativa del mediatore TH1 (vale a dire IFNy) o TH2 (IL-4). Poiché a parte IL-6 in particolare TGF-ß potrebbe svolgere un ruolo centrale nell’insorgenza e nella persistenza della fibrosi articolare periprostetica, abbiamo qui analizzato la sua rispettiva espressione nei diversi campioni di tessuto. Abbiamo osservato un aumento dell’espressione di TGF-ß nei pazienti TKR sensibili al metallo con variazioni comunque interindividuali. Le figure 3 (a) -3(c) riassumono questi risultati.

(a)
(a)
(b)
(b)
(c)
(c)

(a)
(a)(b)
(b)c)
(c)

Figura 3
(a) espressione di Citochine di IFNy nei tessuti del 5 diversi gruppi di pazienti; espressione di citochine è stata analizzata nel confronto per il mantenimento della casa del gene EF-1 e per i pazienti di controllo del tessuto dal ΔΔCt-metodo ; (Test di Wilcoxon-Mann-Whitney test fatto da software statistico SPSS). (b) Espressione di citochine di IL-2 nei tessuti dei 5 diversi gruppi di pazienti; l’espressione di citochine è stata analizzata rispetto al gene di mantenimento della casa EF-1 e al tessuto di controllo dei pazienti con il metodo ΔΔCt; (Test di Wilcoxon-Mann-Whitney eseguito dal software statistico SPSS). (c) Espressione di citochine di TGFß nei tessuti dei 5 diversi gruppi di pazienti; l’espressione di citochine è stata analizzata rispetto al gene di mantenimento della casa EF-1 e al tessuto di controllo dei pazienti con il metodo ΔΔCt (Wilcoxon-Mann-Whitney-test fatto dal software statistico SPSS).

3.4. Confronto del punteggio WOMAC pre e postoperatorio

19 dei 20 pazienti TKR hanno risposto alla nostra richiesta e hanno completato un punteggio WOMAC postoperatorio. 9 pazienti hanno riferito che alla revisione era stato impiantato un TKR “ipoallergenico” (8x rivestimento superficiale a base di Ti, 1x impianto a base di oxinium). 8/9 pazienti hanno tratto profitto da questo approccio, come mostrato in Figura 4. Finora ci sono solo segnalazioni di casi o piccole serie di pazienti riguardanti il potenziale beneficio dall’uso di TKR “ipoallergenico”. Questi risultati sottolineano tuttavia la necessità di studi di follow-up su scala più ampia.

Figura 4
Punteggio WOMAC prima e dopo l’intervento chirurgico di revisione in 9 pazienti che hanno ricevuto materiale “ipoallergenico” (8x titanio, 1x oxinium). Il sistema di punteggio è stato utilizzato in conformità con la pubblicazione di Roos et al. .

Ci sono tuttavia limitazioni nello studio: i fatti che i campioni di tessuto periprotesico possono riflettere solo lo stadio effettivo di un processo dinamico e che i pazienti OA potrebbero non essere un “controllo” come le sonde di tessuto di interfaccia di pazienti con impianti ben funzionanti e il numero limitato di campioni in queste indagini. Pertanto sono necessari ulteriori studi per convalidare l’approccio diagnostico multimodulare nell’allergia agli impianti metallici.

4. Conclusioni

Questo studio dimostra per la prima volta il potenziale di utilizzare passaggi analitici combinati per fornire un approccio per sviluppare caratteristiche diagnostiche dell’allergia agli impianti metallici. La diagnostica allergica (PT e LTT) e l’istologia periprostetica indicano una risposta immunologica ai metalli in lega implantare e il modello di espressione del mediatore infiammatorio aggiunge alla differenziazione funzionale.

Risultati inaspettati sono stati la risposta predominante dell’interfaccia “fibrotica” di tipo IV nei pazienti con TKR sensibilizzati al metallo e la marcata espressione IFNy nei pazienti con TKR PT-positivi.

Conflitto di interessi

Gli autori dichiarano che non vi è alcun conflitto di interessi per quanto riguarda la pubblicazione di questo documento.

Riconoscimenti

Questo studio è stato sostenuto dalla sovvenzione di End-Stiftung, Amburgo, e dalla sovvenzione di B Braun-Aesculap, Tuttlingen e Ludwig-Maximilians-Università di Monaco.

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