تغییرات مولکولی، سلولی و آسیب‌شناختی بیماری دیسک بین‌مهره‌ای در سگ

نوع مقاله : مروری

نویسندگان
ملینا نوری مشهدی جعفرلو 1
حسین امینیان‌فر 2
1 دانشجو،دانشکده دامپزشکی، دانشگاه تهران، تهران، ایران.
2 گروه پاتولوژی، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه تهران، تهران، ایران.
10.61882/eltiamj.12.1.2
چکیده
زمینه و نوع مطالعه: بیماری دیسک بین‌مهره‌ای (Intervertebral Disc Disease - IVDD) یکی از شایع‌ترین اختلالات نورولوژیک در سگ‌ها، به‌ویژه نژادهای کوچک و کندرودیستروفیک است که با تغییرات دژنراتیو یا حاد در ساختمان دیسک همراه می‌شود. با توجه به اهمیت بالینی و اقتصادی این بیماری، درک عمیق‌تر تغییرات مولکولی، سلولی و آسیب‌شناختی آن در دهه‌های اخیر مورد توجه قرار گرفته است. مطالعه حاضر یک مقاله مروری است.
هدف: هدف از این مطالعه، مرور جامع طیفی از یافته‌های علمی در زمینه مکانیسم‌های زیربنایی بیماری IVDD در سگ‌ها و تبیین نقش تغییرات مولکولی، سلولی و آسیب‌شناختی در بروز و پیشرفت این بیماری با تأکید بر منابع معتبر بین‌المللی است.
روش کار: این پژوهش به‌صورت مروری با استفاده از مقالات نمایه‌شده در سال‌های 1998 تا 2025 در پایگاه‌های معتبر علمی و پژوهشی بین‌المللی انجام شد. از جمله معیارهای انتخاب منابع، جدید بودن، ارتباط مستقیم با پاتوفیزیولوژی IVDD و انتشار در مجلات معتبر بود.
نتایج: مرور مطالعات نشان داد که عدم تعادل بین آنزیم‌های متالوپروتئیناز ماتریکس (MMPs) و مهارکننده‌های آن‌ها (TIMPs)، افزایش بیان سایتوکاین‌های التهابی نظیر TNF-α و IL-1β و کاهش سایتوکاین‌های ضدالتهابی مانند IL-10 از عوامل کلیدی در تخریب ماتریکس خارج‌سلولی دیسک محسوب می‌شوند. در سطح سلولی، آپوپتوز سلول‌های نوکلئوس پالپوزوس، تغییر فنوتیپی آنها به سلول‌های شبه‌کندروسیت و نفوذ سلول‌های ایمنی در بافت دیسک از رخدادهای مهم هستند. تغییرات آسیب‌شناختی شامل فیبروزه‌شدن و کلسیفیکاسیون دیسک، پارگی آنولوس فیبروزوس، بیرون‌زدگی دیسک و فشردگی نخاع است که منجر به علائم بالینی متنوع از درد تا فلجی می‌شود. یافته‌های هیستوپاتولوژیک نیز شامل نکروز، التهاب مزمن و تخریب ساختار طبیعی دیسک است.
نتیجه‌گیری نهایی: بررسی تغییرات مولکولی، سلولی و آسیب‌شناختی در IVDD می‌تواند به درک بهتر پاتوفیزیولوژی این بیماری در سگ‌ها کمک کرده و زمینه را برای توسعه روش‌های نوین درمانی و پیشگیرانه فراهم سازد. ارتقاء سطح آگاهی دامپزشکان و پژوهشگران در این حوزه، گامی مؤثر در بهبود کیفیت زندگی بیماران مبتلا خواهد بود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

1.      Packer RMA, Seath IJ, O’Neill DG, De Decker S, Volk HA. DachsLife 2015: An investigation of lifestyle associations with the risk of intervertebral disc disease in dachshunds. Canine Genet Epidemiol. 2016;3:8. https://doi.org/10.1186/s40575-016-0039-8
2.      Fenn J, Olby NJ, Humphrey W, Kieves N, Lim JH, Skeen TM, et al. Classification of intervertebral disc disease in dogs. Front Vet Sci. 2020;7:579025. https://doi.org/10.3389/fvets.2020.579025
3.      Pattappa G, Li Z, Peroglio M, Wismer N, Alini M, Grad S. Diversity of intervertebral disc cells: phenotype and function. J Anat. 2012;221(6):480–496. https://doi.org/10.1111/j.1469-7580.2012.01521.x
4.      Wuertz K, Vo N, Kletsas D, Boos N. Inflammatory and catabolic signalling in intervertebral discs: the roles of NF-κB and MAP kinases. Eur Cell Mater. 2012;23:103–120. https://doi.org/10.22203/eCM.v023a08
5.      Bergknut N, Rutges JPHJ, Kranenburg HC, Smolders LA, Hagman R, Smidt HJ, et al. The dog as an animal model for intervertebral disc degeneration? Spine (Phila Pa 1976). 2012;37(5):351–8. https://doi.org/10.1097/BRS.0b013e31821e5665
6.      Brisson BA. Intervertebral disc disease in dogs. Vet Clin North Am Small Anim Pract. 2010;40(5):829–58. https://doi.org/10.1016/j.cvsm.2010.06.001
7.      McKee WM. Intervertebral disc disease in the dog. Part 1. Pathophysiology and diagnosis. In Pract. 2000;22(7):355–69. https://doi.org/10.1136/inpract.22.7.355
8.      Bergknut N, Smolders LA, Grinwis GCM, Hagman R, LagerstedtAS, Hazewinkel HAW, Tryfonidou MA, Meij BP. Intervertebral disc degeneration in the dog. Part 1: Anatomy and physiology of the intervertebral disc and characteristics of intervertebral disc degeneration. Vet J. 2013;195(3):282–91. https://doi.org/10.1016/j.tvjl.2012.10.024
9.      Rider SM, Mizuno S, Kang JD. Molecular mechanisms of intervertebral disc degeneration. Spine Surg Relat Res. 2019;3(1):1–11. https://doi.org/10.22603/ssrr.2017-0095
10.  Bergknut N, Rutges JPHJ, Kranenburg HC, Smolders LA, Hagman R, Smidt HJ, et al. The dog as an animal model for intervertebral disc degeneration? Spine (Phila Pa 1976). 2012;37(5):351–8. https://doi.org/10.1097/BRS.0b013e31821e5665
11.  Thompson K, Moore S, Tang S, Wiet M, Purmessur D. The chondrodystrophic dog: A clinically relevant intermediate-sized animal model for the study of intervertebral disc-associated spinal pain. JOR Spine. 2018;1(1):e1011. https://doi.org/10.1002/jsp2.1011
12.  Bray JP, Burbidge HM. The canine intervertebral disk. Part two: degenerative changes—non chondrodystrophoid versus chondrodystrophoid disks. J Am Anim Hosp Assoc. 1998;34(2):135–44. https://doi.org/10.5326/15473317-34-2-135
13.  Ishino H, Sakonju I. Expression of metalloproteinases and their inhibitors in degenerated and extruded intervertebral disks in chondrodystrophic dogs. J Small Anim Surg. 2019;1(1):1–10.  https://doi.org/10.1292/jvms.20-0317
14.  Willems N, Tellegen AR, Bergknut N, Creemers LB, Wolfswinkel J, Freudigmann C, Benz K, Grinwis GCM, TryfonidouMA, Meij BP. Inflammatory profiles in canine intervertebral disc degeneration. BMC Vet Res. 2016;12:10. https://doi.org/10.1186/s12917-0160635-6
15.  Pratsinis H, Kletsas D. PDGF, bFGF and IGF-I stimulate the proliferation of intervertebral disc cells in vitro via the activation of the ERK and Akt signaling pathways. Eur Spine J. 2007;16(11):1858–66. https://doi.org/10.1007/s00586-007-0408-9
16.  Pratsinis H, Constantinou V, Pavlakis K, Kletsas D. Exogenous and autocrine growth factors stimulate human intervertebral disc cell proliferation via the ERK and Akt pathways. J Orthop Res. 2012;30(6):958–64. https://doi.org/10.1002/jor.22017
17.  Park JB, Park IC, Park SJ, Jin HO, Lee JK, Riew KD. Anti-apoptotic effects of caspase inhibitors on rat intervertebral disc cells. J Bone Joint Surg Am. 2006;88(4):771–9. https://doi.org/10.2106/JBJS.E.00471
 
18.  Zhang XB, Manchikanti L, Kaye AD, Abd Elsayed A. Targeted therapy for intervertebral disc degeneration: inhibiting apoptosis is a promising treatment strategy. Int J Med Sci. 2021;18(13):2799–813. https://doi.org/10.7150/ijms.59171
19.  Wen P, Zheng B, Zhang B, Ma T, Hao L, Zhang Y. The role of ageing and oxidative stress in intervertebral disc degeneration. Front Mol Biosci. 2022;9:1052878.  https://doi.org/10.3389/fmolb.2022.1052878
20.  Pravdyuk NG, Novikova AV, Shostak NA, Buianova AA, Tairova RT, Patsap OI, et al. Immunomorphogenesis in degenerative disc disease: the role of proinflammatory cytokines and angiogenesis factors.  Biomedicines. 2023;11(8):2184.  https://doi.org/10.3390/biomedicines11082184
21.  Longo UG, Petrillo S, Franceschetti E, Maffulli N, Denaro V. Growth factors and anticatabolic substances for prevention and management of intervertebral disc degeneration. Stem Cells Int.  2012;2012:897183. https://doi.org/10.1155/2012/897183
22.  Lin H, Tian S, Peng Y, Wu L, Xiao Y, Qing X, Shao Z. IGF signaling in intervertebral disc health and disease. Front Cell DevBiol. 2022;9:817099. https://doi.org/10.3389/fcell.2021.817099
23.  Yang F-G, Wang J-Z, Chen Z-X, Yang Y-P, Zhang W-H, Guo S-F, Yang Q-S. Role of microRNAs in intervertebral disc degeneration. Exp Ther Med.  2021;22(2):860. https://doi.org/10.3892/etm.2021.10292
24.  Lappalainen AK, Vaittinen E, Junnila J, Snellman M, Myllykangas L, Hielm-Björkman A. Intervertebral disc disease in Dachshunds radiographically screened for intervertebral disc calcifications. Acta Vet Scand. 2014;56:89. https://doi.org/10.1186/s13028-014-0089-4
25.  Rutges JP, Duit RA, Kummer JA, Oner FC, van Rijen MH, Verbout AJ, et al. Hypertrophic differentiation and calcification during intervertebral disc degeneration. Osteoarthritis and Cartilage. 2010 Nov;18(11):1487–1495. https://doi.org/10.1016/j.joca.2010.08.006
26.  BermudezLekerika P, Crump KB, Tseranidou S, Nüesch A, Kanelis E, Alminnawi A, Baumgartner L, MuñozMoya E, CompteR, Gualdi F, Alexopoulos LG, Geris L, WuertzKozak K, Le MaitreCL, Noailly J, Gantenbein B. ImmunoModulatory Effects of Intervertebral Disc Cells. Front Cell Dev Biol. 2022;10:924692. https://doi.org/10.3389/fcell.2022.924692
27.  Liu P, Ren X, Zhang B, Guo S, Fu Q. Investigating the characteristics of mild intervertebral disc degeneration at various age stages using singlecell genomics. Front Cell Dev Biol. 2024;12:1409287. https://doi.org/10.3389/fcell.2024.1409287
28.  Wang F, Cai F, Shi R, Wang XH, Wu XT. Aging and age-related stresses: a senescence mechanism of intervertebral disc degeneration. Osteoarthritis Cartilage. 2016;24(3):398–408. https://doi.org/10.1016/j.joca.2015.09.019
29.  Simon J, McAuliffe M, Shamim F, Vuong N, Tahaei A. Discogenic low back pain. Phys Med Rehabil Clin N Am.2014;25(2):305–317. https://doi.org/10.1016/j.pmr.2014.01.003
30.  Gómez Álvarez I, Verdes García JM, Espino López L. Intervertebral Disc Disease in Dogs. Pets. 2025;2(3):26. https://doi.org/10.3390/pets2030026
31.  Novais EJ, Narayanan R, Canseco JA, van de Wetering K, Kepler CK, Hilibrand AS, Vaccaro AR, Risbud MV. A new perspective on intervertebral disc calcification—from bench to bedside. Bone Res. 2024;12(1):3. https://doi.org/10.1038/s41413-023-00307-3
32.  Velnar T, Gradisnik L. Endplate role in the degenerative disc disease: A brief review. World J Clin Cases. 2023;11(1):17–27. https://doi.org/10.12998/wjcc.v11.i1.17
33.  Spitzbarth I, Moore SA, Stein VM, Levine JM, Kühl B, Gerhauser I, Baumgärtner W, et al.; Canine Spinal Cord Injury Consortium (CANSORTSCI). Current insights into the pathology of canine intervertebral disc extrusioninduced spinal cord injury. Front Vet Sci. 2020;7:595796. https://doi.org/10.3389/fvets.2020.595796
34.  Steffen F, Bertolo A, Affentranger R, Ferguson SJ, Stoyanov J, et al. Treatment of Naturally Degenerated Canine Lumbosacral Intervertebral Discs with Autologous Mesenchymal Stromal Cells and Collagen Microcarriers: A Prospective Clinical Study. Cell Transplant. 2019;28(2):201–211. https://doi.org/10.1177/0963689718815459
35.  Henriksson HB, Svanvik T, Jonsson M, Hagman M, Horn M, Lindahl A, Brisby H. Transplantation of human mesenchymal stem cells into intervertebral discs in a xenogeneic porcine model. Spine (Phila Pa 1976). 2009 Jan 15;34(2):141–148. https://doi.org/10.1097/BRS.0b013e31818f8c20
36.  Bach FC, PorambaLiyanage DW, Riemers FM, Guicheux J, Camus A, Iatridis JC, Chan D, Ito K, Le Maitre CL, TryfonidouMA. Notochordal cellbased treatment strategies and their potential in intervertebral disc regeneration. Front Cell Dev Biol. 2022;9:780749. https://doi.org/10.3389/fcell.2021.780749
37.  Genevay S, Finckh A, Mezin F, Tessitore E, Guerne PA. Influence of cytokine inhibitors on concentration and activity of MMP1 and MMP3 in disc herniation. Arthritis Res Ther. 2009;11(6)\:R169. https://doi.org/10.1186/ar2858
 

  • تاریخ دریافت 10 شهریور 1404
  • تاریخ بازنگری 12 مهر 1404
  • تاریخ پذیرش 15 مهر 1404
  • تاریخ انتشار 01 آذر 1404