Úvod

Tendinopatia je závažný stav, ktorý tvorí až 30 % konzultácií pre muskuloskeletálne ťažkosti v primárnej starostlivosti. Tendinopatia rotátorovej manžety predstavuje značnú klinickú záťaž, často zhoršuje funkciu ramena a obmedzuje pracovné činnosti. Jej základná patológia je komplexná a rôznorodá. Zahŕňa zmeny v usporiadaní kolagénových vlákien, lokálnej bunkovosti a štruktúre tkaniva, ako aj chrupavkovú metapláziu, osifikáciu, neovaskularizáciu a tukovú infiltráciu.

Výsledky liečby sa medzi pacientmi výrazne líšia a liečba môže zahŕňať konzervatívne postupy aj chirurgickú reparáciu. Súčasné klasifikačné systémy vychádzajú najmä z nástupu príznakov, klinického obrazu a veľkosti a morfológie trhliny. Tieto kritériá však len obmedzene pomáhajú vysvetliť rozdiely v odpovedi na liečbu alebo usmerniť cielené terapeutické rozhodnutia.

Cieľom tejto štúdie preto bolo charakterizovať tendinopatiu rotátorovej manžety na molekulárnej úrovni, identifikovať patologické klasifikácie tendinopatie a preskúmať ich potenciálne dôsledky pre personalizovanejšie liečebné stratégie.

Metódy

Výskumníci odobrali chorobne zmenené šľachy ramena od 126 pacientov, ktorí podstúpili operáciu, a na porovnanie aj 28 zdravých šliach zadných stehenných svalov od pacientov, ktorí podstúpili operáciu väzov kolena. Zaznamenali pohyblivosť ramena každého pacienta, skóre bolesti a funkcie (pomocou dotazníka Oxford Shoulder Score), snímky MRI a výsledky krvných testov. Počas operácie si tiež všímali, či šľacha vyzerala červeno a zapálene, alebo bielo. Analyzovali tiež aktivitu tisícov génov v každej šľache.

Pomocou počítačového programu, ktorý vyhľadáva skryté vzorce, autori rozdelili patologicky zmenené šľachy do dvoch skupín: jednu so znakmi nízkej hladiny kyslíka a druhú so znakmi zápalu. Keďže červené šľachy väčšinou patrili do zápalovej skupiny, autori ju rozdelili podľa sfarbenia šľachy. Tak vznikli tri nové klasifikácie tendinopatie: hypoxia s bielou šľachou (Hw), zápal s bielou šľachou (Iw) a zápal s červenou šľachou (Ir). Autori potom porovnali tieto tri podtypy na základe aktivity génov, mikroskopického obrazu tkaniva, nálezov na MRI, krvných testov a funkcie ramena.

Ďalej hľadali modely poškodenia šliach u potkanov, ktoré by zodpovedali jednotlivým ľudským podtypom. Výskumníci zistili, že tendinopatia vyvolaná levofloxacínom u potkanov sa najviac podobala podtypu Ir, zatiaľ čo tendinopatia vyvolaná kolagenázou sa viac podobala podtypu Hw. V oboch potkaních modeloch potom podali buď injekciu steroidu, alebo fyziologického roztoku a porovnali hojenie, štruktúru šľachy a schopnosť behať na bežiacom páse. Experiment zopakovali aj po zákroku na opravu šľachy, aby lepšie napodobnili klinickú prax.

Napokon všetci pacienti v štúdii dostali počas operácie injekciu kortikosteroidu. Výskumníci porovnávali pohyblivosť ramena, bolesť a funkciu po 6 a 24 mesiacoch v rámci troch klasifikácií tendinopatie.

Výsledky

Identifikácia podtypu

Zo 126 patologicky zmenených šliach rotátorovej manžety, ktoré analyzovali, mala priemerná ruptúra šľachy nadhrebeňového svalu (m. supraspinatus) dĺžku 1,39 ± 0,94 cm a šírku 1,27 ± 0,58 cm. Porovnali ich s 28 normálnymi šľachami hamstringov. Údaje zo sekvenovania RNA jasne odlíšili patologicky zmenené šľachy od normálnych. Po konsenzuálnom zhlukovaní autori zistili dva molekulárne podtypy šliach:

• Podtyp H: zvýšená aktivita dráh súvisiacich s hypoxiou.
• Podtyp I: dráhy súvisiace so zápalom so zvýšenou aktivitou.

Farba šľachy pri artroskopii bola klinickým znakom, ktorý ich najlepšie odlišoval. Spomedzi červených, hyperemických šliach patrilo 94,7 % k podtypu I, zatiaľ čo 73,5 % bielych, nehyperemických šliach patrilo k podtypu H. Autori preto spojili transkriptomický profil so stavom hyperémie, aby definovali tri odlišné klasifikácie tendinopatie:

• Hw: H s bielym vzhľadom (n = 36)
• Iw: I s bielym vzhľadom (n = 13)
• Ir: I s červeným vzhľadom (n = 18)

Tang, C., Wang, Z., Xie, Y. et al. Klasifikácia odlišných podtypov tendinopatie pre precíznu liečbu. Nat Commun 15, 9460 (2024).

Zdroj: Tang et al., Nat Commun. (2024)

Klinické, krvné a histologické charakteristiky

Vek, pohlavie, výška, hmotnosť a priebeh ochorenia sa medzi podtypmi nelíšili. Podtyp Ir mal najvyšší podiel hyperémie šľachy a synovie. Podtyp Ir mal aj najhoršiu funkciu:

• Funkcia: najnižšie skóre Oxford Shoulder Score a horšia anteflexia, abdukcia a vonkajšia rotácia v porovnaní s Hw. Bolesť (VAS) sa však nelíšila.
• Zobrazovanie: najvyšší stupeň podľa Goutallierovej klasifikácie, čo poukazuje na výraznejšiu tukovú infiltráciu a následne väčšie štrukturálne poškodenie.
• Krv: vyššie hodnoty D-diméru, PT a INR než v skupine Hw, čo môže naznačovať hyperkoagulačný stav alebo trombózu. Skupina Hw mala vyššie hodnoty albumínu, beta-hydroxybutyrátu a glycyl-prolín dipeptidyl aminopeptidázy než skupina Ir. Skupina Hw mala tiež vyššie hodnoty fosforu než skupina Iw a skupina Iw mala vyššie hodnoty nepriameho bilirubínu než skupina Ir.
• Histológia: Ir malo najvyššie skóre vaskularizácie („žily“). Hw malo vyšší obsah GAG.

Molekulárne mechanizmy

Analýzy variability génových súborov ukázali, že neovaskularizácia bola v skupine Hw znížená a v skupine Ir výrazne zvýšená. Skupina Hw naopak vykazovala zvýšenú aktivitu dráh hypoxie, glykolýzy a vývoja chondrocytov a chrupavky, preto bola označená ako hypoxický atrofický podtyp. Skupiny Iw aj Ir vykazovali zvýšenú aktivitu zápalových dráh, pričom najvýraznejšia bola v skupine Ir. Podtyp Iw bol označený ako stredne zápalový proliferatívny podtyp a podtyp Ir ako vysoko zápalový proliferatívny podtyp.

Tang, C., Wang, Z., Xie, Y. et al. Klasifikácia odlišných podtypov tendinopatie pre precíznu liečbu. Nat Commun 15, 9460 (2024).

Zdroj: Tang et al., Nat Commun. (2024)

Zvieracie modely

Model potkana s levofloxacínom sa podobal ľudskému modelu Ir a model s kolagenázou modelu Hw. Glukokortikoidy zlepšili histologický obraz, priemer kolagénových vlákien, výkonnosť pri behu na bežiacom páse a zápalový profil, ale iba v modeli s levofloxacínom (podobnom Ir). V modeli s kolagenázou (podobnom Hw) mali škodlivý účinok.

Klinické údaje o glukokortikoidoch

Po intraoperačnej injekcii glukokortikoidov sa pacienti v skupine Ir zlepšili viac než pacienti v skupine Hw v predpažení a abdukcii po 6 aj 24 mesiacoch. Po 6 mesiacoch dosiahli aj väčšie zlepšenie v položke OSS „česanie vlasov“. To naznačuje, že glukokortikoidy sú účinné najmä pri vysoko zápalovom podtype (Ir).

Obmedzenia

Chýbali porovnateľné zdravé kontrolné skupiny pre supraspinatus a zvieracie modely len čiastočne napodobňujú ľudské podtypy. Hw tvorili 53,7 % pacientov, čo môže pomôcť vysvetliť protichodné výsledky týkajúce sa glukokortikoidov v predchádzajúcej literatúre.

Otázky a myšlienky

Výsledky naznačujú, že pacienti zaradení do podskupiny tendinopatie Ir môžu po injekcii glukokortikoidu dosiahnuť výraznejšie zlepšenie. Pri vstupnom vyšetrení vykazoval podtyp Ir najhoršiu funkčnosť, s najnižším skóre OSS a výrazne obmedzenou anteflexiou, abdukciou a vonkajšou rotáciou v porovnaní s podtypom Hw. Tento klinický obraz by preto mohol poukazovať na výrazne zápalový, hyperemický podtyp, no pravdepodobne nie je dostatočne špecifický na to, aby sa pacienti dali klasifikovať len na jeho základe.

Na štrukturálnej úrovni mala liečba glukokortikoidmi v zvieracom modeli sľubné účinky vrátane utlmenia dráh súvisiacich so zápalom. Tieto zistenia naznačujú, že glukokortikoidy môžu byť potenciálnou možnosťou liečby pacientov so zápalovým profilom tendinopatie. Ich klinická účinnosť však zostáva neistá. V tomto kontexte možno podľa individuálneho klinického obrazu pacienta zvážiť aj stratégie na zvládanie príznakov, napríklad úpravu aktivít, dočasné vynechanie aktivít, ktoré príznaky vyvolávajú, a v prípade potreby užívanie NSAID.

Zaujímavé je, že trvanie ochorenia sa medzi podskupinami významne nelíšilo, čo naznačuje, že tieto molekulárne profily nemusia jednoducho odrážať po sebe nasledujúce štádiá tendinopatie. Intenzita bolesti sa významne nelíšila ani medzi podtypmi klasifikácie tendinopatie Ir, Iw a Hw, čo poukazuje na to, že intenzita bolesti nemusí priamo odrážať základnú patológiu šľachy.

Nedávno publikovaný systematický prehľad ďalej skúma mechanizmy, ktoré sú základom bolesti súvisiacej s tendinopatiou. Opisuje úlohu mechanotransdukcie mechanického zaťaženia, periférnych neuroimunitno-cievnych interakcií a centrálneho nervového systému (CNS). Tieto vzájomne pôsobiace mechanizmy môžu pomôcť vysvetliť, prečo pacienti prežívajú bolesť rôzne, a podnietiť ďalší výskum toho, či by presnejšia klasifikácia tendinopatie mohla pomôcť usmerniť individualizovanú liečbu.

Hovorte so mnou ako so šprtom

Ako je opísané v metodike, autori najprv zhromaždili východiskové údaje o každom pacientovi: rozsah pohybu v ramene, OSS, MRI, výsledky krvných testov, artroskopické nálezy a RNA-seq šľachy spolu s histologickými nálezmi. Konsenzuálne klastrovanie transkriptómov pomocou NMF identifikovalo dva molekulárne podtypy: H (hypoxia) a I (zápal). Zohľadnenie farby šľachy pri artroskopii rozdelilo podtyp I na Iw a Ir, čím vznikli tri klasifikácie tendinopatie: Hw, Iw a Ir.

Teraz skúmame transkriptomické a histologické charakteristiky týchto podtypov, pričom začíname diferenciálnou génovou expresiou. Teplotná mapa (obr. F) znázorňuje relatívnu expresiu 100 najvýraznejšie upregulovaných génov každého podtypu. Červená označuje vyššiu expresiu a modrá nižšiu. Podtyp Hw charakterizujú gény odpovede na hypoxiu, podtyp Iw gény svalovej kontrakcie a podtyp Ir gény dráhy chemokínov.

Tang, C., Wang, Z., Xie, Y. et al. Klasifikácia odlišných podtypov tendinopatie pre precíznu liečbu. Nat Commun 15, 9460 (2024).

Zdroj: Tang et al., Nat Commun. (2024)

V Hw je zvýšená expresia génov dráhy HIF (EGLN3, ALDOC, ENO1, ENO2), čo zodpovedá posunu k anaeróbnemu metabolizmu, zatiaľ čo expresia génov súvisiacich s angiogenézou (FLT1, ANGPT1, ANGPT2) je znížená. Odtiaľ pochádza označenie „hypoxická atrofia“. Zvýšená je aj expresia génov biosyntézy GAG, najmä CHSY1 a CHPF (syntéza chondroitínu). To zodpovedá vyššiemu obsahu GAG pri farbení Safranínom O, ktorý autori interpretujú ako možnú chondrogénnu prestavbu.

Naopak, v Iw a Ir sa pozoruje zvýšená expresia génov pre chemokíny (napr. CCL11, XCL2, CCR4, CXCR1), génov súvisiacich s migráciou (GNGT2, ITK, PRKCB, RAC2) a imunitných génov vrátane zložiek receptora T buniek (CD3D, CD3E, CD247, CD4) a signálnych molekúl (LCK, LCP2, BTK). To zodpovedá imunitnej odpovedi a infiltrácii imunitných buniek, ktorá je najvýraznejšia v Ir; zároveň sa tam pozoruje zvýšená neovaskularizácia.

Tang, C., Wang, Z., Xie, Y. et al. Klasifikácia odlišných podtypov tendinopatie pre precíznu liečbu. Nat Commun 15, 9460 (2024).

Zdroj: Tang et al., Nat Commun. (2024)

Liečba glukokortikoidmi napokon znížila zápalové signatúry v potkanom modeli s levofloxacínom, ktorý sa najviac podobá ľudskému Ir. Tepelná mapa ukazuje po liečbe nižšie skóre prozápalových dráh (chronická zápalová odpoveď, chemotaxia mastocytov, proliferácia T-lymfocytov a leukocytov). V modeli s kolagenázou, ktorý sa podobá Hw, sa porovnateľné zníženie nepozoruje. L: model s levofloxacínom; L-GCs: model s levofloxacínom a glukokortikoidmi; C: model s kolagenázou; C-GCs: model s kolagenázou a glukokortikoidmi.

Tang, C., Wang, Z., Xie, Y. et al. Klasifikácia odlišných podtypov tendinopatie pre precíznu liečbu. Nat Commun 15, 9460 (2024).

Zdroj: Tang et al., Nat Commun. (2024)

Záverečné posolstvá

• Tendinopatia nie je jedno ochorenie. Transkriptomické profilovanie spolu s farbou šľachy pri artroskopii odhalili tri podtypy rotátorovej manžety s odlišnou biológiou: Hw (hypoxický atrofický), Iw (intermediárny zápalovo-proliferatívny) a Ir (výrazne zápalovo-proliferatívny).
• Ide o najzávažnejší klinický fenotyp. Spája najvyššiu mieru zápalu a neovaskularizácie s najhoršou funkciou ramena, najvyšším stupňom podľa Goutalliera a možným hyperkoagulačným profilom krvi. Intenzita bolesti ani trvanie ochorenia sa medzi klasifikáciami tendinopatie nelíšili, takže ani jeden z týchto ukazovateľov spoľahlivo neodráža základnú patológiu šľachy.
• Glukokortikoidy môžu pomôcť len niektorým pacientom. U potkanov glukokortikoidy znížili zápalové signatúry a zlepšili štruktúru šľachy iba v modeli podobnom Ir, zatiaľ čo v modeli podobnom Hw boli škodlivé. U pacientov sa po intraoperačnej injekcii stav skupiny Ir zlepšil viac než stav skupiny Hw. Keďže injekciu dostali všetci pacienti a neexistovala kontrolná skupina, tieto zistenia účinnosť špecifickú pre daný podtyp skôr naznačujú, než dokazujú.
• Klinický dôsledok. Prístup „jedno riešenie pre všetkých“ môže vysvetľovať protichodné výsledky týkajúce sa glukokortikoidov v literatúre, keďže Hw tvorili viac než polovicu kohorty. Liečba prispôsobená podtypu predstavuje sľubný smer, stále sú však potrebné prospektívne validačné štúdie a praktické neinvazívne metódy na identifikáciu podtypov tendinopatie.

Chceš sa dozvedieť viac o tendinopatiách? Vypočuj si tento podcast Physiotutors s Jill Cook, svetovo uznávanou odborníčkou na šľachy.

Odkaz

Tang, C., Wang, Z., Xie, Y. et al. Klasifikácia odlišných podtypov tendinopatie na účely precíznej liečby. Nat Commun 15, 9460 (2024).