Background: Osteoarthritis (OA) is a major cause of equine lameness. Cannabinoid (CB) receptors are now considered to be promising therapeutic targets in human rheumatology for pain and inflammation, however, little is known about the equine endocannabinoid system.
Objectives: The primary goal was to assess the presence and expression pattern of CB1 and CB2 in the synovium of healthy joints. A secondary goal was to explore the relationship between the CB expression, degree of synovitis and OA pathology.
Study design: Ex vivo experimental study.
Methods: Metacarpophalangeal joints (n = 25) from a tissue bank were studied. The joints were dissected, and the articular cartilage lesions were scored. Synovial membrane specimens (n = 45) were harvested, fixed and the degree of synovitis was graded on histological sections. Colocalised synovial sections were also immunostained with antibodies to CB1 and CB2. Five regions of interest were randomly selected from digital images of manually segmented synovial intima and scored blindly for positive cellular immunoreactive staining by two independent observers. Interobserver agreement was calculated with an intraclass correlation coefficient (ICC). Relationships between CB1 and CB2 immunoreactive scores and synovitis or joint OA grade were explored with mixed linear models.
Results: CB1 was expressed in synovial intimal cells in all specimens studied whereas CB2 expression was identified in 94%. Both receptors were also expressed in the subintimal blood vessel walls. ICCs were 84.6% (CB1) and 92.9% (CB2) for the immunoreactivity scores. Both CB1 and CB2 expression were significantly upregulated (p = 0.04 and p = 0.03, respectively) with increasing degree of synovitis. Conversely, CB1 expression significantly decreased (p = 0.03) with increasing severity of OA.
Main limitations: The type of synovial cell expressing CB1 or CB2 was not investigated.
Conclusion: Equine synovial intimal cells constitutively express both CB1 and CB2 receptors that are upregulated with synovitis and may have a role in joint pain. They are potential targets for therapy with cannabinoid molecules or their derivatives.
Hintergrund: Osteoarthritis (OA) ist eine Hauptursache equiner Lahmheit. Cannabinoid-Rezeptoren (CB) werden inzwischen als vielversprechendes Behandlungsziel von Schmerz und Inflammation in humaner Rheumatologie angesehen, indessen ist wenig über das equine Endocannabinoidsystem bekannt.
Ziel der studie: Das Hauptziel der Studie war die Feststellung der Anwesenheit und Expressionsmuster von CB1 und CB2 im Synovium gesunder Gelenke. Sekundärziel war die Untersuchung des Verhältnisses zwischen CB-Expression, Grad von Synovitis und OA Pathologie.
Studiendesign: Ex vivo Experimentalstudie.
Methodik: Zehengrundgelenke (n = 25) einer Gewebebank wurden untersucht. Die Gelenke wurden seziert und Gelenkknorpelschäden bewertet. Proben von Synovialmembran (n = 45) wurden gesammelt, fixiert und der Grad von Synovitis wurde mithilfe histologischer Sektionen beurteilt. Co-lokalisierte Synovialabschnitte wurden außerdem immunhistochemisch gefärbt mit Antikörpern gegen CB1 und CB2. Fünf Regionen von Interesse (ROIs) wurden zufällig von digitalen Bildern manuell segmentierter synovialer Intima ausgewählt und von 2 unabhängigen, geblindeten Beobachtern auf positive zelluläre immunreaktive Färbung bewertet. Die Interobserver Übereinstimmung wurde kalkuliert mithilfe eines Intraklassenkorrelationskoeffizienten (ICC). Zusammenhänge zwischen CB1 und CB2 immunreaktiven Scores und Synovitis oder Grad der Gelenk OA wurden mithilfe linearer gemischter Modelle untersucht.
Ergebnisse: CB1 wurde in synovialen Intimazellen aller untersuchten Proben exprimiert, wohingegen CB2-Expression in 94% identifiziert wurde. Beide Rezeptoren wurden ebenfalls in subintimalen Blutgefäßwänden exprimiert. ICCs waren 84.6% (CB1) und 92.9% (CB2) für die immunreaktiven Scores. Sowohl CB1- als auch CB2-Expression waren signifikant hochreguliert (P = 0.038 beziehungsweise P = 0.027) bei erhöhtem Grad der Synovitis. Hingegen verringerte sich die CB1-Expression signifikant (P = 0.03) mit steigendem Ausmaß von OA. HAUPTEINSCHRÄNKUNGEN: Der Typus synovialer Zellen, welche CB1 oder CB2 exprimierten, wurde nicht untersucht.
Schlussfolgerungen: Equine synoviale Intimazellen exprimieren konstitutiv sowohl CB1- als auch CB2-Rezeptoren, welche bei Synovitis hochreguliert werden und eine Rolle bei Gelenkschmerz spielen könnten. Sie sind potenzielle Ziele für die Therapie mit cannabinoiden Molekülen oder deren Derivate.
Keywords: cannabinoid receptor; horse; joint pain; osteoarthritis; synovitis; synovium.
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