Fibrodisplasia Osificante Progresiva: Reporte De Casos / Progressive Ossifying Fibrodysplasia: Case Reports

Resumen Presentamos 2 casos con diagnóstico de fibrodisplasia osificante progresiva (FOP) en el Hospital de Especialidades "Eugenio Espejo". La FOP es una enfermedad rara de transmisión autosómica dominante. En la mayoría de pacientes se debe a una mutación nueva en familias no afectadas previamente. Se caracteriza por osificación heterotópica progresiva del tejido conectivo, aponeurosis, fascia, ligamentos, tendones y músculo esquelético. El diagnóstico precoz mejora el pronóstico y la calidad de vida.

Abstract. We report two cases with diagnosis of progressive ossifying fibrodysplasia (FOP) at the "Eugenio Espejo" Specialty Hospital. The FOP is a rare autosomal dominant disease. In most of the patients is due to a mutation in families not affected previously. It's characterized by progressive ossification of connective tissue, aponeurosis, fascia, ligaments, tendons and skeletal muscle. The early diagnosis improves the prognosis and the quality of life.

Una propuesta teórica y conceptual para el modelado de la aparición de centros de osificación en diferentes tipos de huesos planos y largos / Une proposition théorique et conceptuelle pour le modelage des centres d'ossification dans différents types d'os plats et longs / Theoretical and conceptual proposal for appearance modeling of ossification centers in different types of flat and long bones

Se mostró un contexto de trabajo sobre el modelado de procesos de formación endocondral en cualquier tipo de osificación presente en los huesos del cuerpo. Siguiendo la suposición de que PTHrP (hormona paratiroidea) e Ihh (proteína Indian hedgehog) forman un bucle regulatorio bioquímico para el proceso endocondral, y BMP2 (proteína morfogenética de hueso-2) y Noggin en el intramembranoso, se implementaron los mecanismos regulatorios de este proceso. Para ello se utilizó un conjunto de ecuaciones de reacción-difusión ampliamente usadas en morfogénesis, en las que los factores bioquímicos se suponen secretados por células precursoras, mesenquimales y condrocitos, en el caso intramembranoso y endocondral, respectivamente. Se concluyó que la solución condujo a patrones denominados de Turing, que representan estos procesos de osificación de una forma muy aproximada(AU)

A work context on the modeling of endocondral formation process in any type of ossification present in the bones of the human body was shown. Assuming that PTHrP and Ihh form a biochemical regulatory loop for the endocondral process and BMP2 and Noggin for the intramembranous one, regulatory mechanisms for this formation process were implemented. For this purpose, a set of widely used diffusion reaction equations in morphogenesis were used in which the biochemical factors are supposed to be secreted by precursor cells, mesenchymal and chondrocytes in the case of intramembranous and chondroidal respectively. It was concluded that the solution led to the denominated Turing patterns which represent these ossification processes in a highly estimated form(AU)

Dans ce travail, un modelage du processus de formation endochondrale dans tout type d'ossification des os du corps est présenté. Supposant que PTHrP (peptide lié à l'hormone parathyroïdienne) et Ihh (protéine Indian Hedgehog) forment une boucle biochimique régulatrice pour le processus endochondral, et BMP2 (protéine morphogénétique osseuse-2) et Noggin pour le processus endomembraneux, des mécanismes régulateurs se produisent alors dans ce processus. C'est pourquoi, un groupe d'équations de réaction-diffusion largement utilisées dans la morphogenèse, où les facteurs biochimiques sont apparemment sécrétés par des cellules souches, mésenchymateuses et chondrocytes, a été utilisé. On a conclu que la solution a conduit à des modèles dits de Turing, représentant ces processus d'ossification de manière très similaire(AU)

Representación del desarrollo de la espongiosa primaria por medio de un sistema de reacción-difusión: Una hipótesis sobre el inicio de la formación de hueso inmaduro. Parte 1: Descripción del modelo / Representation of the development of the primary spongiosa by means of a reaction-diffusion system: a hypothesis on the onset of immature bone formation. Part 1: Model description

Se presenta un modelo bioquímico que predice la formación de la arquitectura de la espongiosa primaria, a partir de la interacción de 2 factores moleculares: VEGF (factor de crecimiento endotelial vascular) y MMP13 (metaloproteinasas 13). Se supone que el MMP13 regula la degradación del cartílago y el VEGF permite la vascularización y el avance del frente de osificación mediante la presencia de osteoblastos. El acople de este conjunto de moléculas se representa mediante ecuaciones de reacción-difusión con parámetros en el espacio de Turing, y se obtiene como resultado un patrón espacio-temporal estable que da paso a la formación de las trabéculas presentes en el tejido esponjoso...

A biochemical model is presented which predicts the formation of the architecture of the primary spongiosa, based on the interaction of two molecular factors: VEGF (vascular endothelial growth factor) and MMP-13 (metalloproteinases-13). It is assumed that MMP-13 regulates cartilage degradation, and VEGF allows vascularization and the advance of the ossification front through the presence of osteoblasts. The coupling of this set of molecules is represented by means of reaction-diffusion equations with Turing space parameters, and a stable spatio-temporal pattern is obtained which leads to the formation of the trabeculae present in the spongy tissue...

Representación del desarrollo de la espongiosa primaria por medio de un sistema de reacción-difusión: Una hipótesis sobre el inicio de la formación de hueso inmaduro. Parte 2: Implementación numérica / Representation of the development of the primary spongiosa by means of a reaction-diffusion system: a hypothesis on the onset of immature bone formation. Part 2: Numerical implementation

Se presenta la implementación numérica del modelo bioquímico descrito mediante el sistema de reacción-difusión de la parte 1. De los resultados obtenidos se puede concluir que la retroalimentación química de los 2 factores moleculares a través de un sistema de reacción-difusión (RD) con parámetros en el espacio de Turing, puede explicar la aparición de los patrones espacio-temporales encontrados en la arquitectura de la espongiosa primaria. Para la solución numérica fue usado el método de los elementos finitos junto con el método de Newton-Raphson para aproximar las ecuaciones diferenciales parciales lineales. Los patrones de osificación obtenidos pueden representar la formación de la espongiosa primaria durante la osificación endocondral...

A presentation is made of the numerical implementation of the biochemical model described by means of the reaction-diffusion system in Part 1. Based on the results obtained it may be concluded that the chemical feedback of the two molecular factors by means of a reaction-diffusion (RD) system with Turing space parameters may explain the appearance of the spatio-temporal patterns found in the architecture of the primary spongiosa. For the numerical solution, use was made of the finite element method in combination with the Newton-Raphson method to approximate the linear partial differential equations. The ossification patterns obtained may represent the formation of the primary spongiosa during endochondral ossification...

Ossificação endocondral em embriões e fetos de bovinos / Endocondral ossification in bovine embryos and fetus

Estudou-se a ossificação endocontral de 18 embriões e 12 fetos de até três meses de gestação, os quais foram coletados de úteros gestantes em frigoríficos e abatedouros. Os úteros foram dissecados e, em seguida, realizou-se uma incisão dorsal até o cérvix para avaliações macroscópicas dos embriões e fetos. Para o estudo microscópico foram realizadas técnicas de inclusão, seguidas de marcação dos depósitos de cálcio e fósforo, responsável pela ossificação dos moldes de cartilagem. Foram identificados hipertrofia da cartilagem e morte dos condrócitos e aumento da área de depósito de cálcio e fósforo, por volta da 10ª semana gestacional (74 dias). Durante a 11ª semana de gestação (81 dias), os grupamentos de carbonato de cálcio e fósforo espalharam-se por todo o osso, sendo mais intenso na diáfise.

The endocondral ossification process was analyzed in 18 embryos and 12 fetus until three months of pregnancy, which had been collected from pregnant uterus at slaughterhouse. Later, the uterus was separated followed by a dorsal incision from the cervix for better gross evaluations of the embryos and fetus. For the microscopical study, histological techniques had been performed followed by staining of the deposits of calcium and phosphorus match, responsible for the ossification of the cartilage casts, used as Von Kossa stain. Cartilage hypertrophy and death of chondrocytes, enlargement of the area of calcium and phosphorus deposit were foundon the 10th week of pregnancy (74 d). During the 11th week of pregnancy (81 d), the calcium carbonate and phosphorus had spread to all bones, being more intense in diaphysis.

Un modelo matemático de la placa de crecimiento / A mathematical model of growth plate

La placa de crecimiento es una estructura que está conformada por células, denominadas condrocitos, que se ordenan en columnas y confieren el alargamiento del hueso debido a su proliferación e hipertrofia. En cada columna se pueden observar condrocitos en estado proliferativo (que se dividen constantemente), e hipertrófico (que crecen para obtener una forma casi esférica). Estas células expresan diferentes proteínas y moléculas a lo largo de su vida media y tienen un comportamiento especial que puede depender de su entorno local mecánico y bioquímico. En este artículo se desarrolla un modelo matemático que describe la relación entre la geometría, el crecimiento por proliferación e hipertrofia y la invasión vascular con los factores bioquímicos y mecánicos presentes durante el desarrollo endocondral

The growth plate is a structure composed of cells called chondrocytes arranged in columns and causing the bone lengthening due to its proliferation and hypertrophy. In each column it may observed the presence of chondrocytes in proliferation stage (constantly divided) and hypertrophy stage (growing to obtain a almost spherical shape). These cells express different proteins and molecules during half-life and have a special behavior that may to depend on its mechanical or biochemical local environment. In present paper it is developed a mathematical model describing the relationship among the geometry, proliferation and hypertrophy growth and the vascular invasion by biochemical and mechanical factors present during the endochondral development

Modelamiento matemático de la enfermedad de Legg-Calvé-Perthes / Mathematical modeling of Legg-Calvé-Perthes disease

La enfermedad de Legg-Calvé-Perthes es un desorden caracterizado por la necrosis avascular de la cabeza femoral del esqueleto en desarrollo. Aunque la enfermedad fue descrita hace un siglo, aún existe gran controversia respecto a su etiología y al tratamiento que se le debe dar. Tanto la etiología como el tratamiento tienen una fuerte relación con eventos biológicos y mecánicos. Un entendimiento de dichos eventos y de su acción combinada, podría dar lugar a una mejor comprensión y manejo de la enfermedad. Este trabajo propone un acercamiento a esta comprensión mediante el uso del modelamiento computacional, el cual debe tener en cuenta, entre otros factores, la patogénesis de la enfermedad y los diferentes resultados en dependencia de la edad a la cual esta se manifieste en el niño

The Legg-CalvÚ-Perthes disease is a disorder characterized by the avascular necrosis of femoral head of developing skeleton. Although this disease was described a century ago still there is a significant controversy on its etiology and its treatment. Between etiology and treatment there is a close relation with biological and mechanical events. The knowledge of such events and of its combined action, could give rise to a better understanding and management of this disease. Present paper proposes a approach to this understanding by means of the use of a computer modeling, which must to has into account among other factors, the disease pathogenesis and the different results depending on age of appearance in the child