Avaliação do efeito do tratamento com alendronato na artrodese lombar em ratas osteoporóticas / Evaluation of alendronate treatment on lumbar arthrodesis in osteoporotic rats

RESUMO

A osteoporose é um distúrbio osteometabólico caracterizado pela redução da densidade mineral óssea. Estima-se que 200 milhões de pessoas possuam osteoporose no mundo. A doença é fator de risco para falha do processo de fusão vertebral, que consiste na consolidação de vértebras adjacentes através da colocação de enxertia óssea e estabilização mecânica, fundamental para o sucesso das cirurgias da coluna vertebral. O alendronato é um medicamento antirreabsortivo utilizado no tratamento da osteoporose. Apesar de sua eficácia, sugere-se que retarda o processo de remodelamento no sítio cirúrgico da fusão vertebral, atrasando a osteointegração do enxerto aos corpos vertebrais. Ainda não há consenso sobre a melhor abordagem medicamentosa para os pacientes osteoporóticos que se encontram em uso crônico de alendronato e que serão submetidos ao procedimento cirúrgico de fusão vertebral. Este estudo avaliou o efeito do alendronato na consolidação óssea do procedimento de fusão vertebral em ratas osteoporóticas. Quinze ratas da linhagem Sprague Dawley foram divididas em três grupos Grupo Não-OVX (n=3) - ratas não submetidas a ooforectomia e submetidas a fusão espinhal; Grupo OVX (n=5) - ratas submetidas a ooforectomia entre 8 a 12 semanas de vida e à fusão vertebral 12 semanas após a ooforectomia e Grupo ALN (n=7) - ratas ooforectomizadas e submetidas a fusão vertebral que receberam semanalmente 70µg/kg de alendronato iniciado 5 semanas antes da fusão vertebral e mantido até a eutanásia. Foram coletadas amostras de sangue semanalmente e os animais foram submetidos a eutanásia 8 semanas após a fusão vertebral. A condição osteoporótica foi confirmada através da dosagem por ELISA dos níveis plasmáticos de CTX-I 12 semanas após ooforectomia, que foi maior no grupo OVX em relação ao grupo Não-OVX (p=0,0086). Os parâmetros da microestrutura do corpo vertebral medidos através da microtomografia computadorizada (µCT) denotam redução na fração de volume ósseo (BV/TV) (p=0,116), no número de trabéculas (Tb.N) (p=0,116), na espessura das trabéculas (Tb.Th) (p=0,033), e leve aumento na desconexão entre as trabéculas (Tb.pf p = 0,086). Quanto à eficiência da fusão, a avaliação radiográfica do segmento lombar revelou taxa de fusão de 75% (3/4) no grupo Não-OVX, 100% (3/3) no grupo OVX e nenhuma fusão no grupo ALN. Pela avaliação manual, os resultados foram semelhantes para os grupos Não-OVX e OVX e de 57,1% (4/7) no grupo ALN. A avaliação dos aspectos estruturais da massa da fusão por µCT revelou maior BV/TV (p ≤ 0,05), maior Tb.N (p ≤ 0,01), maior espaçamento entre as trabéculas (Tb.Sp) (p ≤ 0,01) e Conn.Den (p = 0,02) no grupo ALN em relação aos grupos OVX e não OVX. O grupo ALN também apresentou maior Tb.Th (p = 0,04) e menor Tb.pf (p = 0,03) do que o grupo OVX. As ratas osteoporóticas submetidas a cirurgia de fusão vertebral e tratadas com alendronato apresentaram menor taxa de fusão vertebral, apesar de possuir melhor qualidade da massa de fusão. Imaginavamos que o tratamento crônico com alendronato, assim como o tratamento iniciado após a cirurgia, leve à formação de massas de fusão com maior qualidade trabecular e mais exuberantes, porém, diferente do observado quando o tratamento é iniciado após a cirurgia, não resulta em aumento na taxa de fusão

ABSTRACT

Osteoporosis is an osteometabolic disorder characterized by reduced bone mineral density. About 200 million people are affected in the world and the disease is a risk factor for pseudoarthrosis in spinal fusion. Alendronate is a bisphosphonate medication that inhibits bone resorption and is used to treat osteoporosis. Despite its effectiveness, it is suggested that`s impairs bone remodeling at the surgical site of spinal fusion, delaying the osteointegration of the bone graft to the vertebral bodies. There is still no consensus on the best approach for osteoporotic patients who are in chronic use of alendronate and who will undergo surgical procedure for spinal fusion. This study sought to examine the effect of the chronic use of alendronate on bone formation of spinal fusion in osteoporotic rats. Fifteen Sprague Dawley adult female rats were divided into three groups Non-OVX (n=3) ­ non-ovariectomized rats submitted to posterolateral lumbar spinal fusion; OVX (n=5) - rats submitted to ovariectomy at 8 ­ 12 weeks of age and to posterolateral lumbar spinal fusion 12 weeks later; and ALN (n = 7) ­ ovariectomized rats submitted to spinal fusion in which weekly subcutaneous injections of Alendronate (70µg/kg) were administered from 5 weeks before the spinal fusion until euthanasia. Blood samples were collected weekly and euthanasia was performed 8 weeks after the spinal fusion procedure. Development of osteoporosis was evaluated through the plasmatic dosage of CTX-I, in which we observed a significant increase in the OVX group (p=0.0086). Bone loss was confirmed by micro-CT analysis of the fourth lumbar vertebra, with slightly reduction in the bone volume (BV/TV) (p=0.116), trabecular number (Tb.N) (p=0.116), significantly reduction in the trabecular tickness (Tb.Th) (p=0.033), and slightly increase in the trabecular bone pattern factor (TB.pf) (p = 0.086). Radiographic evaluation of the lumbar spine revealed fusion rate of 75% (3/4) in Non-OVX, 100% (3/3) in OVX, and no fusion in ALN. According to manual palpation, we observed similar results for the non-OVX and OVX goup, while in the ALN group we observed 57.1% (4/7) of fusion rate. New bone formation identified on µCT imaging of bilaterally fused specimens demonstrated a higher BV/TV (p ≤ 0.05), Tb.N (p ≤ 0.01), Tb.Sp (p ≤ 0.01), and connective density (Conn.Den, p = 0.02) in ALN than in nonOVX and OVX groups. The alendronate also improved the Tb.Th (p = 0.04) and Tb.pf (p = 0.03) in comparisson to OVX group. This study demonstrates that, despite the better quality of new bone formation after long term administration of alendronte in osteoporotic rats submitted to posterolateral spinal fusion, the treatment does not improve the fusion rates