Diagnóstico laboratorial da osteoartrose

Na maioria dos casos, pacientes com osteoartrite não apresentam alterações nos exames de sangue e urina, exceto nos casos de sinovite com derrame significativo, quando podem ocorrer aumento da VHS, hipergamaglobulinemia, aumento dos níveis de indicadores de fase aguda - PCR, fibrinogênio, etc. Ao examinar o líquido sinovial, não são reveladas diferenças significativas em relação aos indicadores normais.

Nos últimos anos, tem havido uma busca intensiva por possíveis marcadores biológicos (MB) de degradação e reparação dos tecidos articulares (principalmente cartilagem e osso). Os MB devem refletir essas mudanças dinâmicas, servir como preditores do prognóstico da osteoartrose e marcadores da eficácia do tratamento patogênico. A descoberta de novos e mais aprofundados estudos de marcadores biológicos conhecidos permitirá uma melhor compreensão dos mecanismos da patogênese da osteoartrose. No entanto, a principal tarefa do uso de marcadores biológicos do metabolismo da cartilagem é avaliar as propriedades condroprotetoras dos fármacos e monitorar o tratamento com fármacos pertencentes ao grupo DMO AD – "modificadores da doença".

Na osteoartrite, as alterações patológicas ocorrem principalmente na cartilagem articular, bem como no osso subcondral, na membrana sinovial e em outros tecidos moles da articulação. Como nossa capacidade de examinar diretamente essas estruturas é limitada, as fontes mais importantes para a coleta de marcadores biológicos são sangue, urina e líquido sinovial.

O teste de urina é o mais preferível, uma vez que não envolve nenhum procedimento invasivo. Em nossa opinião, o material ideal para o teste é a urina diária. A análise da porção matinal da urina seria mais apropriada, mas a possibilidade de usá-la baseia-se apenas no fato de que esse tipo de análise é usado para determinar marcadores biológicos do metabolismo ósseo na osteoporose: sabe-se que os marcadores biológicos estão sujeitos a ritmos circadianos, e o pico de concentração de marcadores biológicos do metabolismo ósseo ocorre à noite. Atualmente, não há informações na literatura sobre os ritmos circadianos de marcadores biológicos de tecidos moles e cartilagem, portanto, a decisão final sobre a escolha de um teste de urina adequado será tomada após a realização de estudos apropriados.

Os exames de sangue são exames clínicos de rotina. Alguns marcadores biológicos já estão sendo determinados no sangue, como os índices de fase aguda, enquanto outros podem ser incluídos na lista padrão de exames bioquímicos em um futuro próximo. Para cada marcador biológico, é necessário especificar em qual componente do sangue ele deve ser determinado - plasma ou soro. Resultados de pesquisas indicam que a concentração de marcadores biológicos no plasma sanguíneo difere significativamente daquela no soro. Os marcadores biológicos geralmente são determinados no soro sanguíneo. De acordo com V. Rayan et al. (1998), as concentrações de marcadores biológicos no sangue retirado de uma veia próxima à articulação afetada e de uma veia mais distante são diferentes. Esses dados indicam a necessidade de padronizar a coleta de sangue para o estudo de marcadores biológicos.

De acordo com LJ Attencia et al. (1989), a cartilagem das articulações sinoviais de um adulto compõe apenas 10% da massa total de cartilagem hialina no corpo, incluindo discos intervertebrais. Assim, a determinação de marcadores biológicos no sangue e na urina reflete o metabolismo sistêmico em vez de alterações locais na articulação afetada pela osteoartrose. O líquido sinovial é o mais próximo do foco patológico na osteoartrose e provavelmente reflete com mais precisão os processos que ocorrem na articulação afetada. A concentração de marcadores biológicos no líquido sinovial pode ser significativamente maior do que no sangue, o que significa que é mais fácil de determinar. Exemplos incluem o epítopo 846 do agrecano - no líquido sinovial é 40 vezes maior do que no soro sanguíneo, proteínas da matriz oligomérica da cartilagem (COMP) - 10 vezes maior do que no soro sanguíneo. Os produtos de degradação no líquido sinovial refletem com mais precisão os processos catabólicos na cartilagem articular. A drenagem de moléculas do líquido sinovial através do sistema linfático local pode levar à diminuição do seu tamanho e até mesmo à sua destruição.

Apesar da invasividade da técnica de coleta de líquido sinovial, associada a uma série de possíveis complicações, o valor da determinação de marcadores biológicos nela é óbvio. Para evitar problemas com a chamada articulação seca, 20 ml de solução isotônica de NaCl podem ser injetados na articulação imediatamente antes da coleta do líquido. Imediatamente após a injeção da solução isotônica, o paciente deve flexionar e estender o membro na articulação 10 vezes, seguido de aspiração rápida do líquido sinovial diluído. De acordo com EM-JA Thonar (2000), essa diluição da membrana sinovial afeta o metabolismo da cartilagem articular. No entanto, os resultados do estudo de FC Robion et al. (2001) indicam que a lavagem repetida das articulações do joelho de equinos não causa alterações significativas no metabolismo da cartilagem. Esses dados certamente requerem confirmação. Portanto, para cada marcador biológico, o efeito da lavagem articular nas alterações em sua concentração deve ser determinado na fase de estudos pré-clínicos em animais.

O próximo ponto importante é determinar o tempo de meia-vida no líquido sinovial e no sangue para cada marcador biológico. Sem esses dados, a interpretação dos resultados dos testes será difícil. Normalmente, a meia-vida de substâncias biologicamente ativas no sangue é menor do que em outros meios líquidos devido à depuração efetiva pelo fígado e rins. Assim, para cada marcador biológico, também é necessário determinar a via de eliminação. Assim, o N-propeptídeo do colágeno tipo III é excretado pelo fígado por endocitose mediada por receptor, e fragmentos de colágeno não glicosilados são excretados principalmente pela urina, assim como a osteocalcina. Existem receptores para glicosaminoglicanos nas células endoteliais dos seios dos lóbulos hepáticos, de modo que o ácido hialurônico e os proteoglicanos são eliminados pelo fígado. A meia-vida do ácido hialurônico no sangue é de 2 a 5 minutos. A presença de sinovite pode acelerar a depuração de marcadores biológicos das articulações, embora um estudo em coelhos não tenha encontrado diferenças significativas na depuração de proteoglicanos com ou sem sinovite. Portanto, o efeito da inflamação nas alterações na concentração de marcadores biológicos nos fluidos corporais precisa ser investigado.

Os rins filtram seletivamente marcadores biológicos. Assim, os glicosaminoglicanos, que carregam uma grande carga negativa, podem não penetrar na membrana basal renal, enquanto glicosaminoglicanos como condroitina-6-sulfato e condroitina-4-sulfato são detectados na urina.

Além da patologia (em particular, a osteoartrite), vários fatores podem influenciar a concentração de marcadores biológicos nos fluidos corporais:

1. Os ritmos circadianos foram estudados apenas para um pequeno número de marcadores biológicos. Eles também foram estudados para marcadores do metabolismo ósseo. Assim, o pico de concentração de osteocalcina ocorre à noite, e o de ligações cruzadas de colágeno pela manhã, às 8 horas. Na artrite reumatoide, o pico de atividade da IL-6 também ocorre à noite (por volta das 2 horas) e mais cedo do que o da osteocalcina. Esses dados são de algum interesse em relação à participação da IL-6 na inflamação e na fisiologia do tecido ósseo. O TNF-α, por outro lado, não possui ritmos circadianos. No entanto, os receptores dessa citocina podem obedecê-los.
2. Peristaltismo. O ácido hialurônico é sintetizado pelas células sinoviais (assim como por muitas outras células) e é um potencial marcador de sinovite na osteoartrite e na artrite reumatoide. No entanto, a maior concentração de hialuronato é encontrada no sistema linfático intestinal. Não surpreendentemente, a concentração de ácido hialurônico circulante pode aumentar após as refeições. Portanto, a coleta de sangue para determinação de marcadores biológicos deve ser realizada com o estômago vazio ou 3 horas após as refeições. E o efeito do peristaltismo sobre o nível de marcadores biológicos no sangue requer estudo.
3. A atividade física matinal após o sono leva a um aumento na concentração sanguínea de ácido hialurônico, MMP-3 e do epítopo de sulfato de queratana em indivíduos saudáveis. A atividade física pode alterar a concentração de alguns marcadores tanto no líquido sinovial quanto no soro sanguíneo. Esse aumento é mais pronunciado em pacientes com artrite reumatoide; além disso, a concentração de marcadores biológicos se correlaciona com o quadro clínico desses pacientes.
4. Doenças hepáticas e renais. A cirrose hepática causa um aumento significativo nos níveis séricos de ácido hialurônico e provavelmente afeta a eliminação de proteoglicanos. Sabe-se que doenças renais afetam as concentrações de osteocalcina. Esta questão também requer um estudo mais aprofundado.
5. Idade e sexo. Durante o crescimento, a atividade das células da placa de crescimento aumenta, o que é acompanhado por um aumento na concentração de marcadores biológicos esqueléticos no soro sanguíneo. Um exemplo é o aumento na concentração de fragmentos de agrecano e colágeno tipo II no sangue periférico e na urina de animais em crescimento. Assim, a interpretação das análises de marcadores biológicos em crianças e adolescentes com doenças musculoesqueléticas é difícil. Para muitos marcadores biológicos, um aumento na concentração foi encontrado com o envelhecimento. Nos homens, a concentração de marcadores biológicos excede significativamente a das mulheres na cartilagem e no tecido ósseo. Além disso, em mulheres nos períodos de menopausa e pós-menopausa, podem ser esperadas alterações na concentração de marcadores biológicos do metabolismo da cartilagem, semelhantes ao que é observado no tecido ósseo.
6. Procedimentos cirúrgicos também podem afetar os níveis de marcadores biológicos, e esse efeito pode durar várias semanas.

O conceito de marcadores biológicos da osteoartrose baseia-se na suposição de que eles refletem certos aspectos dos processos metabólicos nos tecidos articulares. No entanto, a relação entre as concentrações de marcadores biológicos nos fluidos corporais e o metabolismo da cartilagem, da membrana sinovial e de outros tecidos tem se mostrado muito complexa.

Por exemplo, a concentração de marcadores de degradação da MEC da cartilagem articular no líquido sinovial pode depender não apenas do grau de degradação da matriz em si, mas também de outros fatores, como o grau de eliminação de fragmentos moleculares da membrana sinovial, já mencionado acima, bem como da quantidade de tecido cartilaginoso restante na articulação.

Apesar dos fatos acima, a concentração de marcadores biológicos no líquido sinovial geralmente se correlaciona com o metabolismo das moléculas da MEC da cartilagem articular. Por exemplo, alterações na concentração de fragmentos de agrecano, epítopo 846, COMB e propeptídeo C do colágeno II no líquido sinovial após lesão articular e durante o desenvolvimento de osteoartrose são consistentes com alterações na intensidade do metabolismo de agrecano, COMB e colágeno II em modelos experimentais de osteoartrose em animais/in vivo e na cartilagem articular de pacientes com osteoartrose/in vitro.

A identificação de fontes específicas de fragmentos moleculares é um processo complexo. O aumento da liberação de fragmentos moleculares pode ocorrer tanto devido a um aumento geral nos processos de degradação que não são compensados por processos sintéticos, quanto devido ao aumento da degradação com um aumento simultâneo na intensidade da síntese das mesmas moléculas de MEC; neste último caso, a concentração de moléculas de MEC não se altera. Portanto, é necessário buscar marcadores específicos para degradação e síntese. Um exemplo do primeiro são os fragmentos de agrecano, e o último é o C-propeptídeo do colágeno 11.

Mesmo que um marcador biológico esteja associado a um aspecto específico do metabolismo, é necessário levar em consideração as características específicas desse processo. Por exemplo, os fragmentos identificados podem ser formados como resultado da degradação de uma molécula sintetizada de novo que ainda não foi integrada à MEC funcional, uma molécula que acaba de ser integrada à MEC e, finalmente, uma molécula de MEC permanente que é uma parte funcional importante da matriz madura. Outro problema é a definição da zona específica da matriz (matriz pericelular, territorial e interterritorial) que serviu como fonte de marcadores biológicos detectados no líquido sinovial, sangue ou urina. Estudos in vitro indicam que a intensidade do metabolismo em zonas individuais da MEC da cartilagem articular pode ser diferente. O estudo de certos epítopos associados à sulfatação do sulfato de condroitina pode ajudar a identificar a população de moléculas de agrecano sintetizadas de novo.

Pode-se presumir que o aparecimento de fragmentos de moléculas normalmente presentes na MEC da cartilagem no líquido sinovial esteja associado ao metabolismo da matriz da cartilagem. No entanto, isso nem sempre ocorre, pois depende de uma série de fatores, em particular de quanto a concentração de uma determinada molécula na cartilagem articular excede a de outros tecidos articulares e de quanto a intensidade de seu metabolismo na cartilagem excede a de outros tecidos articulares. Assim, a massa total de agrecano na cartilagem articular excede significativamente, por exemplo, a do menisco da articulação do joelho, enquanto a massa total de COMB no menisco praticamente não difere daquela da cartilagem articular. Tanto os condrócitos quanto os sinovócitos produzem estromelisina-1, mas o número total de células na membrana sinovial excede o da cartilagem, portanto, uma parte significativa da estromelisina-1 encontrada no líquido sinovial é provavelmente de origem sinovial. Assim, a identificação da fonte específica de marcadores biológicos é extremamente difícil e, muitas vezes, impossível.

Ao estudar marcadores biológicos no soro sanguíneo e na urina, surge o problema de determinar sua possível origem extra-articular. Além disso, em caso de lesão monoarticular, os marcadores biológicos secretados pela articulação afetada podem se misturar com os secretados por articulações intactas, incluindo as contralaterais. A cartilagem articular representa menos de 10% da massa total de cartilagem hialina no corpo. Assim, a determinação de marcadores biológicos no sangue e na urina pode ser justificada em doenças poliarticulares ou sistêmicas (em relação à osteoartrose – na osteoartrose generalizada).

Os requisitos para marcadores biológicos dependem de sua utilização como teste diagnóstico, prognóstico ou avaliativo. Por exemplo, um teste diagnóstico determina as diferenças entre indivíduos saudáveis e pacientes com osteoartrite, o que se expressa em termos de sensibilidade e especificidade. Um teste prognóstico identifica os indivíduos em uma coorte com maior probabilidade de progressão rápida da doença. Por fim, um teste avaliativo baseia-se na capacidade do marcador de monitorar as alterações ao longo do tempo em um paciente individual. Além disso, marcadores biológicos podem ser usados para determinar a sensibilidade dos pacientes a um determinado medicamento.

Inicialmente, supôs-se que marcadores biológicos poderiam servir como testes diagnósticos que ajudariam a distinguir uma articulação afetada por osteoartrose de uma intacta, bem como conduzir diagnósticos diferenciais com outras doenças articulares. Assim, a determinação da concentração de sulfato de queratana no soro sanguíneo foi considerada um teste diagnóstico para osteoartrose generalizada. No entanto, estudos subsequentes mostraram que esse marcador biológico pode refletir apenas a degradação dos proteoglicanos da cartilagem em algumas situações. Descobriu-se que as concentrações de marcadores biológicos no soro sanguíneo dependem da idade e do sexo da pessoa examinada.

Marcadores biológicos putativos do metabolismo do tecido articular no líquido sinovial e no soro sanguíneo de pacientes com osteoartrite

Marcador biológico	Processo	No fluido sinovial (links)	No soro sanguíneo (links)
1. Cartilagem
Aggrecan
Fragmentos de proteína central	Degradação de Aggrecan	Lohmander LS. e outros, 1989; 1993	Thonar EJMA et al., 1985; Campion GV et al., 1989; Mehraban F. et al., 1991; Spector TD et al., 1992; Lohmander LS., Thonar EJ-MA, 1994; Poole AR et al., 1994) t (Poole AR et al., 1994)
Epítopos de proteínas centrais (neoepítopos específicos da zona de clivagem)	Degradação de Aggrecan	Sandy JD et al., 1992; LohmanderLS. et al., 1993; LarkM.W. e outros, 1997
Epítopos de sulfatos ceratônicos	Degradação de Aggrecan	Campion GV e outros, 1989; Belcher C e outros, 1997
Epítopos de sulfatos de condroitina (846, ЗВЗ, 7D4 e DR.)	Síntese/degradação de agrecano	Poole AR et al., 1994; HazellP.K. et al., 1995; Slater RR Jr. et al., 1995; Plaas AHK et al., 1997; 1998; Lohmander LS. e outros, 1998
A proporção de sulfatos de condroitina-6 e condroitina-4	Síntese/degradação de agrecano	Shinme iM. et al. 1993
Pequenos proteoglicanos	Degradação de pequenos proteoglicanos	Witsch-Prehm P. et al., 1992
Proteínas da matriz da cartilagem
HOMP	Degradação do HOMP	Saxne T., Heinegerd D., 1992"; LohmanderLS. et al., 1994; Petersson IF et al., 1997	Sharif M. e outros, 1995
Colágenos de cartilagem
C-propeptídeo do colágeno tipo II	Síntese de colágeno II	ShinmeiM. et al., 1993; Yoshihara Y. et al., 1995; LohmanderLS. e outros, 1996
Fragmentos da cadeia alfa do colágeno tipo II	Degradação do colágeno II	Hollander AP et al., 1994; Billinghurst RC et al., 1997; AtleyLM. e outros, 1998
MMPs e seus inibidores	Síntese e secreção	Da membrana sinovial ou da cartilagem articular?
II. Meniscos
HOMP	Degradação do HOMP	Da cartilagem articular, meniscos ou sinóvia?
Pequenos proteoglicanos	Degradação de pequenos proteoglicanos
III. Membrana sinovial
Ácido hialurônico	Síntese de ácido hialurônico		Goldberg RL e outros, 1991; Hedin P.-J. e outros, 1991; Sharif M. e outros, 1995
MMPs e seus inibidores
Estromelisina (MMP-3)	Síntese e secreção de MMP-3	LohmanerLS et al., 1993	ZuckerS. et al., 1994; Yoshihara Y. e outros, 1995
Colagenase intersticial (MMP-1)	Síntese e secreção de MMP-1	Clark IM e outros, 1993; LohmanderLS e outros, 1993	Manicourt DH e outros, 1994
TIMP	Síntese e secreção de TIMP	Lohmander LS. et al., 1993; Manicourt DH et al., 1994	Yoshihara Y. et al., 1995
N-propeptídeo do colágeno tipo III	Síntese/degradação de colágeno III	Sharif M. e outros, 1996	Sharif M. e outros, 1996

Diversos estudos demonstraram diferenças nas concentrações de fragmentos de agrecano, HOMP e MMP, e seus inibidores, no fluido articular das articulações do joelho de voluntários saudáveis, pacientes com artrite reumatoide, artrite reativa ou osteoartrose. Apesar de os autores demonstrarem diferenças significativas nas concentrações médias de marcadores biológicos, a interpretação dos dados é difícil, visto que a análise comparativa foi de perfil e retrospectiva. As propriedades prognósticas desses testes precisam ser confirmadas em estudos prospectivos.

Marcadores biológicos podem ser utilizados para avaliar a gravidade da doença ou o estadiamento do processo patológico. No caso da osteoartrose, a gravidade da doença e seus estágios são avaliados pelos resultados de exames radiográficos, artroscopia, bem como pela gravidade da síndrome dolorosa, limitação funcional das articulações afetadas e capacidade funcional do paciente. L. Dahlberg et al. (1992) e T. Saxne e D. Heinegard (1992) propuseram o uso de alguns marcadores moleculares do metabolismo da cartilagem articular para caracterização adicional dos estágios da osteoartrose. No entanto, pesquisas adicionais nessa direção são necessárias para introduzir tais marcadores biológicos na prática médica.

Existem relatos sobre o possível uso de marcadores biológicos como testes prognósticos. Por exemplo, foi demonstrado que a concentração de ácido hialurônico (mas não de sulfato de queratana) no soro de pacientes com osteoartrite de joelho no início do estudo indica a progressão da gonartrose durante 5 anos de observação. Na mesma população de pacientes, foi demonstrado que um conteúdo aumentado de COMB no soro de pacientes com gonartrose durante o primeiro ano após o início do estudo foi associado à progressão radiográfica durante 5 anos de observação. Estudos de marcadores biológicos em pacientes com artrite reumatoide mostraram que a concentração de COMB, epítopo 846, sulfato de condroitina no soro está associada à progressão mais rápida da doença. Esses resultados, obtidos em pequenos grupos de pacientes, muitas vezes não demonstram a força da relação entre o nível de marcadores biológicos e a progressão da doença, ou seja, estudos adicionais, prospectivos e em coortes maiores de pacientes, são necessários.

TD Spector et al. (1997) encontraram um ligeiro aumento na PCR sérica em pacientes com osteoartrite inicial e relataram que a PCR pode ser um preditor da progressão da osteoartrite. Nesse caso, o aumento da PCR reflete os processos de dano ao tecido articular e pode estar associado a um aumento no ácido hialurônico, o que também indica progressão da doença. É possível que a membrana sinovial seja responsável pela maior parte do ácido hialurônico determinado no soro, o que indica a presença de sinovite leve. Concentrações aumentadas de estromelisina MMP no líquido sinovial e no soro de pacientes com osteoartrite e após lesão articular também podem estar associadas à sinovite leve.

Por fim, marcadores biológicos podem ser usados como critérios de eficácia em ensaios clínicos de medicamentos, bem como para monitorar o tratamento patogênico. No entanto, existem dois problemas inter-relacionados: a falta de medicamentos com propriedades comprovadas de "modificação da estrutura" ou "modificação da doença" se deve, em grande parte, à falta de marcadores biológicos confiáveis; e vice-versa, a falta de marcadores específicos do metabolismo do tecido articular se deve, em grande parte, à falta de estudos controlados de medicamentos nesses grupos.

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