Estudio experimental del efecto de la terapia con Plasma Rico en Factores de Crecimiento sobre la reparación de lesiones musculares o tendinosas en la especie ovina

Abstract

Las lesiones músculo-tendinosas han experimentado un incremento progresivo en su frecuencia de aparición a lo largo de los últimos años, dando lugar a una incapacidad de forma temporal o incluso permanente para realizar la actividad física diaria en el individuo afectado. La rotura aguda completa del tendón de Aquiles es una patología muy grave, cuyo tratamiento supone una decisión difícil debido al bajo potencial de cicatrización que presenta el tejido tendinoso. Por otro lado, la rotura muscular de grado II, especialmente afectando a la musculatura isquiotibial, se presenta de forma extremadamente frecuente en el mundo del deporte, provocando una interrupción de la actividad deportiva del individuo, y con un gran porcentaje de aparición de lesiones recidivantes. El Plasma Rico en Factores de Crecimiento (PRGF), es un tipo particular de Plasma Rico en Plaquetas (PRP), que ha sido utilizado con éxito en el tratamiento de una rotura aguda completa del tendón de Aquiles en un escenario clínico y experimental. Sin embargo, no existe ningún registro bibliográfico donde se describa el efecto que produce el PRGF sobre un estadio temprano de cicatrización del tendón de Aquiles. Por otro lado, el PRGF ha sido utilizado con éxito en un escenario clínico para el tratamiento de una rotura muscular de grado II, provocando una disminución en el tiempo necesario para la vuelta a la actividad física del individuo afectado. Por el contrario, no se ha descrito desde un punto de vista experimental, el efecto que el PRGF provoca sobre el tejido muscular a lo largo del proceso de regeneración tras producirse una rotura de grado II. La aparición de resultados controvertidos descritos en algunos estudios, hacen que la comunidad científica mantenga un intenso debate acerca de la efectividad real que puede aportar la terapia con PRP en lesiones musculares y tendinosas. Los objetivos planteados para el desarrollo de la presente tesis doctoral fueron: en el primer estudio experimental, llevar a cabo una evaluación histopatológica del efecto del PRGF sobre un estadío temprano de cicatrización del tendón de Aquiles; y en el segundo estudio experimental, realizar la evaluación histopatológica y bioquímica del efecto del PRGF sobre el proceso de regeneración muscular. Para realizar el primer estudio experimental, se utilizaron 14 ovejas adultas sanas, que fueron divididas de forma aleatoria y al azar en dos grupos de 7 individuos cada uno: grupo PRGF y grupo Salino. En todos los individuos se reprodujo un modelo animal de rotura aguda completa del tendón de Aquiles de forma estandarizada. Se llevaron a cabo dos infiltraciones con PRGF o solución salina, una intraquirúrgica, y otra una semana más tarde de forma ecoguiada. A las dos semanas de estudio, todos los animales fueron eutanasiados para llevar a cabo un estudio histopatológico del proceso de cicatrización tendinosa. Los resultados mostraron que los tendones del grupo PRGF presentaban un menor infiltrado celular inflamatorio que los del grupo Salino. No se observaron diferencias estadísticamente significativas entre los grupos PRGF y Salino respecto a la morfometría del núcleo de los fibroblastos, densidad de fibroblastos, los vasos sanguíneos, y en la matriz extracelular. Para el desarrollo del segundo trabajo experimental, se utilizaron 21 ovejas adultas sanas, que fueron divididas de forma aleatoria y al azar en tres lotes de 7 individuos cada uno: T1, T2 y T4. Se realizó quirúrgicamente un modelo animal de rotura muscular de grado II en el bíceps femoral de ambas extremidades del mismo individuo de forma estandarizada. Una extremidad fue tratada con PRGF (grupo PRGF), y la contralateral con solución salina (grupo Salino), en todos los casos de forma intralesional y ecoguiada. Todos los animales recibieron el primer tratamiento a los tres días de producirse el daño muscular, y hasta tres infiltraciones en total, con un intervalo de una semana entre tratamientos, dependiendo del tiempo de permanencia de cada lote en el estudio. Los animales de T1 fueron eutanasiados a 1 semana, los de T2 a las 2 semanas, y los de T4 a las 4 semanas del inicio del estudio, para llevar a cabo un estudio histopatológico y bioquímico del proceso de regeneración muscular. Los resultados mostraron que el grupo PRGF presentaba un menor infiltrado celular inflamatorio, presencia de vasos sanguíneos de menor tamaño, que disminuyeron en densidad con el transcurso del período de estudio, un mayor porcentaje de fibras musculares con el núcleo central, y un menor porcentaje de área de fibrosis, en comparación con los músculos del grupo Salino. Los resultados obtenidos en la presente tesis doctoral sugieren: para el primer estudio experimental, que el PRGF provoca un efecto anti-inflamatorio en un estadío temprano de cicatrización tendinosa tras producirse una rotura aguda completa del tendón de Aquiles en la especie ovina; y para el segundo estudio experimental, que el PRGF provoca un efecto anti-inflamatorio, una aceleración en el proceso de regeneración muscular, con la producción de un tejido muscular de mayor madurez y calidad cicatricial, con menos cantidad de fibrosis, tras producirse una rotura muscular de grado II en el bíceps femoral de la especie ovina.

Muscle and tendon injuries are being registered with an increasing incidence during the last years. This type of lesions incapacitates people temporal or even permanently from doing daily physical activity. Acute complete Achilles tendon rupture is a severe tendon pathology. The election of a suitable treatment supposes a challenging decision due to the low potential healing associated to the tendinous tissue. Besides that, grade II muscle injuries, which the vast majority of the cases are described affecting the ischiotibialis muscles, are extremely often registered in sport, leading to the interruption of the physical activity, as well as high percentage of relapses. Plasma Rich in Growth Factors (PRGF) is a particular type of Platelet Rich Plasma (PRP), that has been successfully used for the treatment of acute complete Achilles tendon rupture, in both experimental and clinical scenario. However, the effect of PRGF on early stage of Achilles tendon healing has not been described. Furthermore, PRGF has been successfully used for the treatment of grade II muscle injury in clinical setting, leading to shorter time to return to play in sport. On the other side, experimental effect of PRGF on the regenerating muscle tissue has not been described after a grade II muscle rupture. Controversial results obtained in a few studies, make the scientific community to maintain an intense debate about the real clinical effect of PRP on muscular and tendinous injuries. The goals of the present doctoral thesis are: for the first experimental study, to perform histopathological evaluation of the effect of PRGF on early stage of Achilles tendon healing; for the second experimental study, to perform histopathological and biochemical evaluation of the effect of PRGF on muscle regeneration process. With regard to the first study, 14 adult healthy sheep were used to carry out the experiment. The animals were randomly divided into two groups of 7 animals each one: PRGF group and Saline group. All the animals were operated in order to reproduce an animal model of standard acute complete Achilles tendon rupture. Two infiltrations of PRGF or saline solution were performed, one intraoperatively, and the other under ultrasound guidance one week later. At two weeks of study, all the animals were euthanized in order to carry out histopathological study of the tendon healing process. The results described that the tendons of PRGF group showed a significant decreased inflammatory cells infiltration, in comparison with the Saline group. No statistical significant differences regarding morphometric data of fibroblast nuclei, fibroblast density, blood vessels, and extracellular matrix, were described between the PRGF and Saline groups. With regard to the second study, 21 adult healthy sheep were used to perform the experiment. The animals were randomly divided into three sets of 7 animals each one: T1, T2 and T4. All the animals were operated in order to reproduce an animal model of standard grade II muscle injury on the femoral biceps of both hindlimb. One limb was treated with PRGF (PRGF group), and the contralateral one, with saline solution (Saline group). In both cases, the treatment was intralesionally injected under ultrasound guidance. All the animals received the first treatment three days after the surgery, as well as, up to three weekly infiltrations, depending on the time when each set of animals was euthanized. The animals belonging to T1, T2 and T4 were euthanized at 1, 2 and 4 weeks after the beginning of the study, respectively, in order to perform a histopathological and biochemical study of the muscle regeneration process. The results described that the PRGF group showed a significant decreased inflammatory cells infiltration, smaller blood vessels with a decreasing density of capillaries along the study, a higher percentage of centrally nucleated fibers, and a smaller fibrotic area, in comparison with the Saline group. The results obtained in the present doctoral thesis suggest that: for the first experimental study, PRGF leads anti-inflammatory effect on early stage of tendon healing, after an acute complete Achilles tendon rupture in ovine; for the second experimental study, PRGF induces anti-inflammatory effect, acceleration of the muscular regeneration process, with production of a higher quality muscular tissue due to lower fibrotic area, after a grade II muscle rupture on the femoral biceps in ovine.