Skip to main content
Revista Brasileira de Ortopedia logoLink to Revista Brasileira de Ortopedia
. 2020 Jul 22;56(3):326–332. doi: 10.1055/s-0040-1712139

Evaluation of the CTX-II Biomarker in Patients with Anterior Cruciate Ligament Tear: Pilot Study *

Alexandre Pedro Nicolini 1,, Nacime Salomão Barbachan Mansur 1, Juliana Luporini Dreyfuss 2, Benno Ejnisman 1, Moises Cohen 1, Diego Costa Astur 1
PMCID: PMC8249064  PMID: 34239197

Abstract

Objective  The aim of the present study was to quantify the urinary concentration of the C-terminal cross-linked telopeptide of type-II collagen (CTX-II) biomarker in patients who suffered an isolated ACL injury, and to compare the concentrations found in this population with a control group of patients with no metabolic changes in the knee that could lead to cartilage degeneration.

Methods  A cross-sectional pilot study was performed in two groups: patients with ACL tears and a control group (each group with 10 male subjects, with an age range between 18 and 35 years, and body mass index below 30 kg/m 2 ). In both groups, urine concentrations of a biomarker related to the degradation of type-II collagen (CTX-II) was measured. For the group with ACL tears, a temporal relationship between the time after the injury and the amount of the biomarker was also examined.

Results  There were significant differences in the concentrations of urinary CTX-II between the ACL group and the control group ( p  = 0.009). No significant relationship was observed between the time after the injury and the quantity of the biomarker.

Conclusions  Patients with ACL injury had higher concentrations of urinary CTX-II biomarker than those with no ACL injury ( p  = 0.009). However, there was no correlation between the concentration of this biomarker and the elapsed time after the injury ( p > 0.05).

Keywords: osteoarthritis, biomarkers, anterior cruciate ligament injuries

Introduction

Anterior cruciate ligament (ACL) injury causes knee instability. Other intra-articular lesions commonly accompany ACL tears, especially those of the cartilage and menisci. The treatment of these lesions involves surgical reconstruction to reestablish the anatomy and biomechanics of the native ligament, mitigating symptoms and enabling the return to activities. 1

One of the main postoperative sequelae of ACL injury is not completely eliminated after ligament reconstruction: the onset of osteoarthritis (OA) of the knee. On average, the signs and symptoms appear 10 to 15 years following ligament reconstruction, with an incidence ranging from 0% to 86% of cases. 2 3 4 5 6

The diagnosis of OA is clinical. The imaging tests have low sensitivity and specificity to detect early changes and monitor the progression of the disease during a short-term follow-up. Visible radiographic changes occur on average two years after the onset of the disease. 1 6 The lack of a universal measurement standard with adequate sensitivity and specificity makes it difficult to measure the early degenerative processes after injury or ACL reconstruction, making a more accurate, short-term screening modality desirable. 4 The use of biomarkers enables an early, non-invasive measurement of the processes of cartilage degeneration. These biochemical markers of connective tissue are released into the systemic circulation, and can be measured in the blood, the urine or the synovial fluid. One of the main biomarkers for the diagnosis and prognosis of OA is C-terminal cross-linked telopeptide of type-II collagen (CTX-II). 7 8 9 10 11 This biomarker is released during the dynamic process of type-II collagen degeneration, and, consequently, it correlates with the destruction and formation of cartilage. 8 12 13 14 15 16 17 18 Mouritzen et al 19 showed that CTX-II has a specificity for OA of the knee. Rotational trauma and intra-articular bleeding associated with ACL tear are thought to cause an acute metabolic alteration of the cartilage and subchondral bone, resulting in the onset of the long-term degeneration of the articular cartilage. One of the biomarkers of this process is CTX-II. 8

In the literature, no study has evaluated the correlation of the CTX-II biomarker in a homogeneous sample with isolated ACL injury, what makes the study unique and innovative. The aim of the present study was to quantify the urinary concentration of the CTX-II biomarker in patients who suffered an isolated ACL injury and to compare the concentrations found in this population with those of a control group of patients with no knee injury. Our hypothesis was that the urine concentrations of CTX-II would be higher in patients with ACL rupture and, therefore, the biomarker would be useful as a prognostic indicator of the development of OA.

Methods

Study Design

The present study was evaluated and approved by the Ethics in Research Committee of the author's institution. The present was a cross-sectional, observational, single-center, pilot study comparing the presence of a type-II collagen degradation urinary biomarker in patients with ACL injury of the knee and healthy patients without knee injury (control group).

Between June 2017 and February 2018, 10 male subjects with a history of isolated ACL lesion (group 1–treatment) and 10 males with no history of knee ligament injury (group 2–control) were evaluated and included in the study.

The inclusion criteria were: male gender; age between 18 and 35 years; body mass index (BMI) lower than 30 kg/m 2 ; isolated ACL lesions or absence of knee injuries; and patients who did not practice sports, since some previous studies suggest an increase in the levels of CTX-II after the practice of sports in certain conditions. 20 21 The exclusion criteria were: female gender; presence of degenerative knee or other joint disease; systemic, autoimmune or infectious diseases; other knee ligament injuries; history of knee surgery; lesions of the meniscus or of the associated cartilage (bone bruises on the magnetic resonance imaging [MRI] scans were not considered cartilage lesions, and were included in the study); any previous ACL surgical treatment; and use of nonsteroidal anti-inflammatory drugs for at least 1 month before the evaluation. With these selection criteria, we tried to make our sample as homogeneous as possible and to obtain the lowest risk to present idiopathic OA or other pathologies such as osteoporosis.

The patients were selected from the outpatient care population with clinical and radiologic findings of the ACL tear. The anterior drawer, Lachman, and pivot-shift maneuvers were used during the physical examination, along with MRI diagnostic confirmation of ACL rupture for Group-1 subjects. These evaluations were performed just before the urine collection, excluding all pathologies that could interfere in the analysis (meniscal lesions, cartilage lesions, osteoarthritis). The maximum time postinjury was stablished as 2 years.

Urine Sample Collection

A single, clean-catch urine collection of all participants was performed, following the same aseptic protocol: after the genital region was topically sterilized, collection of either the first urination of the day or urination two hours after the previous urination (exactly as described in the CTX-II kit instruction manual), during the middle urination stream (neglecting the initial and final phases), using a sterile flask was completed. These urine samples were kept in a refrigerated environment for a maximum duration of 12 hours before centrifugation and frozen at -20°C for the period (1 week to 7 months) prior to the analysis. In the ACL group, the urine samples were obtained in the patients' first visit to the office before any treatment.

Urinalysis and Presence of CTX-II

The urine samples were thawed simultaneously at room temperature for thirty minutes prior to the quantitative measurement of CTX-II. An enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA, Elabscience, Houston, TX, US) was performed on each sample. This ELISA kit used the ELISA-sandwich principle for sample analyses. Using this methodology, the supplied ELISA plate is precoated with an antibody specific for human CTX-II. The collected samples (urine) were poured into the wells of the ELISA plate and homogenized with the specific antibody, forming a conjugate (antigen–antibody complex).

Then, a biotinylated detection antibody specific for avidin-horseradish peroxidase (HRP) conjugate was added to the plate and incubated. The free components were removed during a wash. The substrate solution was added to each well, and only the wells containing human CTX-II/conjugate would appear blue. The enzyme-substrate reaction was terminated by the addition of a stop solution, and the color then became yellow. Immediately following this, the optical density (OD) was measured spectrophotometrically at a wavelength of 450 nm ± 2 nm (EZ Read 400 Biochrom spectrometer, Cambourne, Cambridge, UK). The value of the OD is proportional to the concentration of human CTX-II present in the sample. The calculation of the concentration of CTX-II in the samples was then performed by comparing the values calculated based on a standard curve.

The specifications of the ELISA test for the detection of the degradation of type-II collagen (CTX-II kit) according to the manufacturer were as follows: sensitivity: 0.10 ng/mL; detection range: 0.16 ng/mL to 10 ng/mL; reproducibility: coefficient of variation < 10%

All analyses were performed simultaneously in the same laboratory (at the Molecular Biology Division) on the same equipment. The results were evaluated and compared between groups.

Statistical Analysis

Summary statistics (mean, standard deviation, median, minimum, and maximum) were used to describe the characteristics of the patients and the biomarker concentrations within each group. The Mann-Whitney test was used to compare the groups in relation to the concentration of CTX-II. The Spearman correlation was used to evaluate the relationship between the time after the injury and the presence of urinary CTX-II. Values of p lower than 5% (0.05) were defined as statistically significant differences.

Results

The patients in the ACL group had a mean age of 20.8 years and a mean BMI of 25 kg/m 2 . The patients in control group had a mean age of 28.2 years and a mean BMI of 24.5 kg/m 2 . The individuals in the ACL group were younger than those of the control group ( p < 0.001), and there was no significant difference between the groups in terms of BMI ( p > 0.05) ( Table 1 ).

Table 1. Descriptive characteristics evaluated according to each group and results of the comparative testing.

Variable Groups Total p -value
Age (years) Control ( n  = 10) Anterior cruciate ligament ( n  = 10) ( n  = 20) < 0.001
Mean ± standard deviation 28.2 ± 3.8 20.8 ± 2.6 24.5 ± 5
Median (minimum; maximum) 28.5 (22; 35) 20 (18; 25) 24 (18; 35)
Body mass index (Kg/m 2 ) 0.853
Mean ± standard deviation 24.5 ± 3.4 25 ± 2.3 24.8 ± 2.8
Median (minimum; maximum) 24.5 (18; 29) 24 (22; 29) 24 (18; 29)
Time postinjury (months)
Mean ± standard deviation 6.8 ± 4.7 6.8 ± 4.7
Median (minimum; maximum) 5.5 (2; 18) 5.5 (2; 18)

The mean concentration of CTX-II in the ACL group was of 8.9 ± 0.7 ng/mL (range: 7.7 ng/mL to 9.8 ng/mL), which was higher than that of the control group: 6.7 ± 2.6 mg/mL (range 0.7 ng/mL to 9.4 ng/mL; p  = 0.009) ( Table 2 and Fig. 1 ). The time postinjury varied between 2 and 18 months, and there was no difference between the time post-injury and the CTX-II levels for the ACL group ( p  = 0.521; r = -0.231) ( Fig. 2 and Table 1 ).

Table 2. Quantitative analysis of the CTX-II urine biomarker according to each group and results of the comparative testing.

CTX-II Urine Concentration (ng/mL)
Groups n Mean SD Median Minimum Maximum p -value
ACL (1) 10 8.9 0.7 9 7.7 9.8
Control (2) 10 6.7 2.6 7.2 0.7 9.4 p  = 0.009
Total 20 7.8 2.1 8.4 0.7 9.8

Abbreviations: ACL, anterior cruciate ligament; CTX-II, C-terminal cross-linked telopeptide of type-II collagen; SD, standard deviation.

Fig. 1.

Fig. 1

Mean value of the C-terminal cross-linked telopeptide of type-II collagen (CTX-II): anterior cruciate ligament (ACL) group versus control group. The mean value of the CTX-II in the ACL group was of 8.9 ± 0.7 ng/mL (range: 7.7 ng/mL to 9.8 ng/mL), which was higher than that of the control group: 6.7 ± 2.6 ng/mL (range 0.7 ng/mL to 9.4 ng/mL) ( p  = 0.009).

Fig. 2.

Fig. 2

Relationship between time postinjury and CTX-II concentration. There was no difference between the time postinjury and the CTX-II concentration in the ACL group ( p  = 0.521; r = -0.231).

Discussion

Our hypothesis was supported by the results of this study. Subjects with ACL rupture had significantly higher concentrations of urinary CTX-II than the subjects without injury ( p  = 0.009), regardless of the time postinjury. This finding supports the notion that metabolic changes in the articular cartilage occurring soon after the initial ACL rupture appear to predispose patients to degenerative knee pathology, as seen in other previous studies. 4 14 15 17 22 23 24 25

Interleukins (IL-6, IL-8) and matrix metalloproteases (MMP-3 and MMP-13) are some of the cytokines thought to be intimately related to the degradation of type-II collagen. 1 5 On average, OA becomes symptomatic and hinders the patients from performing activities 10 to 15 years after the initial traumatic event. 7 9 12 However, this degenerative process does not affect all patients with a history of ACL tear, as evidenced by the wide range of incidence in this population (0% to 86%). 2 3 4 5 6

Until now, there has not been a reliable, early prognostic marker for this process. As an established marker of type-II cartilage breakdown, CTX-II can be measured in the blood, the synovial fluid, and the urine because the molecule is not altered after renal filtration. The advantage of the urinary measurement is the ease of collection. Moreover, because it is considered a burden-of-disease type biomarker according to the burden of disease, investigative, prognostic, efficacy of intervention and diagnostic (BIPED) classification, 10 the correlation between the severity of the degenerative changes of the OA and the CTX-II biomarker concentrations support its use as a diagnostic and prognostic tool. 10 25 26 27

Because of the intrinsic characteristics of each method of biomarker quantification (manufacturer, as well as gender, age, BMI and articular joint of the studied patients) there are no uniform or reference values described in the literature, and even the units of measurement differ according to the kit used. 19 Several biomarkers of inflammation quantification such as the cartilage oligomeric matrix protein (COMP), aggrecan degradation products (ARGS) and even inflammatory cytokines have been associated with degenerative processes in the knee cartilage. 5 Despite this variability in the analysis of biomarkers, previous studies in the literature concluded that there is a quantitative increase in biomarkers after an ACL injury. 3 24 However, these studies did not control for isolated ACL injury, the stage of the disease, or use of the same biomarker.

Comparing with previous studies involving CTX-II and OA, Garnero et al 28 compared 67 patients with knee OA and 67 healthy subjects, and a found significant difference between both groups concerning the concentration of urinary CTX-II (mean value: 431 ng/mmol Creatinine and 345 ng/mmol Cr respectively). In another study comparing 17 healthy individuals and 329 patients with any kind of knee injury (ACL/ACL combined with another ligament or meniscus tear, or an isolated meniscus tear), Lohmander et al 18 found a significant difference in the serum CTX-II measurement (mean: 1.4 ng/mL and 9.5 ng/mL respectively). Saberi Hosnijeh et al, 29 in a large cohort study, evaluated 1,335 participants with and without OA and the relationship with several biomarkers, including CTX-II, and showed as result values of 2.4 ng/mmol Cr for the CTX-II in the group that developed OA, and of 2.27 ng/mmol Cr in the group without OA (a small but significant difference).

The present study measured only the preoperative urine CTX-II concentrations; therefore, our study is unique in its aim to identify an early prognostic OA biomarker. Two other studies quantified CTX-II following surgical ligament reconstruction. Larsson et al 26 found no difference in CTX-II biomarker concentrations in the serum, urine, and synovial fluid when comparing the values before and after surgery. Chmielewski et al 8 performed serial urine CTX-II measurements after surgery and found that the concentration decreased over time.

Nevertheless, to demonstrate the specificity of a biomarker and its prognostic power, the homogeneity of the sample is crucial. Furthermore, the markers must be measured accurately and reproducibly, with coefficients of variation lower than 10%. Because patient characteristics such as gender, age and BMI vary, it is necessary to minimize the variability between the compared groups, or to stratify the study according to the analyzed variable. The present study is unique in its methodology, because care was taken to evaluate only patients with isolated ACL injuries, establishing the specificity of this biomarker for post-ACL injury cartilage degeneration in a homogeneous group. According to Deshpande et al, 30 the risk of OA in male, non-obese patients, under 35 years of age is lower than 1%.

The temporal trend of the concentration of the CTX-II biomarker was also evaluated. However, no statistically significant trend was found ( p > 0.05). One of the inclusion criteria for the study was an injury sustained at a maximum of 2 years prior to enrollment, and the postinjury time ranged from 2 to 18 months. The absence of a temporal trend can be explained in two ways: the small sample population, and the possibility of type-II collagen degradation occurring after the trauma sooner than our analysis. These levels could remain chronically elevated, unless a new event occurs, including surgical treatment or some other non-surgical treatment. 26

Despite the fact that our inclusion criteria were designed to identify demographically similar patients, there was a significant difference between the mean ages of the groups. The control group had a higher average age (28.2 ± 3.8 years) than the ACL group (20.8 ± 2.6 years). If the result were the opposite, we might consider this an important bias, once CTX-II values are increased in older patients.

We acknowledge the limitations of the present study. This cross-sectional pilot study provided a statistical evaluation of biomarker concentration in both injured and control populations. Biomarker concentrations are known to change with time and stage of cartilage degeneration. In addition, biomarker concentrations are known to vary with interventions, both surgical and/or clinical. 8 26 Prospective studies tend to provide better information regarding the temporal trends of biomarker concentrations and their related pathological severity. Another limitation of the present study is the small sample size ( n  = 20). While this limitation may reduce the robustness of the conclusions, the sample size provided ample power to provide statistically significant results. A study with a larger sample will ultimately provide more conclusive data and may better elucidate the changes in CTX-II concentrations over time. The final limitation is the exclusion of female patients, because the main objective of the selection criteria was to homogenize the sample. This analysis will be necessary in future studies with larger samples of patients of both genders.

Further studies may better elucidate how to inhibit the process of cartilage degeneration after an ACL injury or other joint conditions. Biomarker measurement may play an important role in achieving this goal, because they help in the early diagnosis of metabolic alterations both qualitatively and quantitatively, in terms of disease severity. Finally, they may be used in therapeutic studies to evaluate treatment efficacy.

Perspective

Previous studies have shown that inflammatory cytokine levels increase after ACL rupture, and that this phenomenon may be associated with OA. 2 3 4 17 24 Another way to show an alteration in cartilage metabolism after knee trauma is using biomarkers, such as COMP and CTX-II. 5 15 The importance of the present study is to show the increase in CTX-II concentrations after an ACL tear, and other studies are being conducted after these results. This also could be useful for other pathologies, such as meniscal or cartilaginous injuries and other ligament injuries. It may also be useful to test or compare surgical techniques, medications or interventions to prevent OA. C-terminal cross-linked C-telopeptide of type- II collagen, among other biomarkers, has the advantage of being measured in the urine; therefore, it is an easy and non-invasive way to show and follow cartilage formation and degradation.

Conclusion

Patients with ACL injury had higher concentrations of urinary CTX-II than those with no ACL injury ( p  = 0.009). Nevertheless, there was no correlation between the concentration of this biomarker and the elapsed time postinjury ( p > 0.05).

Conflito de Interesses Os autores não têm conflito de interesses a declarar.

*

Trabalho desenvolvido no Departamento de Ortopedia e Traumatologia, Centro de Traumatologia do Esporte, Escola Paulista de Medicina, Universidade Federal de São Paulo, São Paulo, SP, Brasil.

*

Work developed at the Orthopedics and Traumatology Department, Centro de Traumatologia do Esporte, Escola Paulista de Medicina, Universidade Federal de São Paulo, São Paulo, SP, Brazil.

Suporte Financeiro

Não houve suporte financeiro de fontes públicas, comerciais, ou sem fins lucrativos.

Financial Support

There was no financial support from public, commercial, or non-profit sources.

Referências

  • 1.Sanders T L, Maradit Kremers H, Bryan A J. Incidence of Anterior Cruciate Ligament Tears and Reconstruction: A 21-Year Population-Based Study. Am J Sports Med. 2016;44(06):1502–1507. doi: 10.1177/0363546516629944. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 2.Poole A R, Kobayashi M, Yasuda T. Type II collagen degradation and its regulation in articular cartilage in osteoarthritis. Ann Rheum Dis. 2002;61 02:ii78–ii81. doi: 10.1136/ard.61.suppl_2.ii78. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 3.Lohmander L S, Atley L M, Pietka T A, Eyre D R. The release of crosslinked peptides from type II collagen into human synovial fluid is increased soon after joint injury and in osteoarthritis. Arthritis Rheum. 2003;48(11):3130–3139. doi: 10.1002/art.11326. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 4.Bigoni M, Sacerdote P, Turati M. Acute and late changes in intraarticular cytokine levels following anterior cruciate ligament injury. J Orthop Res. 2013;31(02):315–321. doi: 10.1002/jor.22208. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 5.Palmieri-Smith R M, Wojtys E M, Potter H G. Early Cartilage Changes After Anterior Cruciate Ligament Injury: Evaluation With Imaging and Serum Biomarkers-A Pilot Study. Arthroscopy. 2016;32(07):1309–1318. doi: 10.1016/j.arthro.2015.12.045. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 6.Wang X, Bennell K L, Wang Y. Tibiofemoral joint structural change from 2.5 to 4.5 years following ACL reconstruction with and without combined meniscal pathology. BMC Musculoskelet Disord. 2019;20(01):312. doi: 10.1186/s12891-019-2687-9. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 7.Cohen M, Amaro J T, Ejnisman B. Anterior cruciate ligament reconstruction after 10 to 15 years: association between meniscectomy and osteoarthrosis. Arthroscopy. 2007;23(06):629–634. doi: 10.1016/j.arthro.2007.03.094. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 8.Chmielewski T L, Trumble T N, Joseph A M. Urinary CTX-II concentrations are elevated and associated with knee pain and function in subjects with ACL reconstruction. Osteoarthritis Cartilage. 2012;20(11):1294–1301. doi: 10.1016/j.joca.2012.07.014. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 9.Oiestad B E, Holm I, Aune A K. Knee function and prevalence of knee osteoarthritis after anterior cruciate ligament reconstruction: a prospective study with 10 to 15 years of follow-up. Am J Sports Med. 2010;38(11):2201–2210. doi: 10.1177/0363546510373876. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 10.Bauer D C, Hunter D J, Abramson S B. Classification of osteoarthritis biomarkers: a proposed approach. Osteoarthritis Cartilage. 2006;14(08):723–727. doi: 10.1016/j.joca.2006.04.001. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 11.Fosang A J, Stanton H, Little C B, Atley L M. Neoepitopes as biomarkers of cartilage catabolism. Inflamm Res. 2003;52(07):277–282. doi: 10.1007/s00011-003-1177-5. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 12.Øiestad B E, Engebretsen L, Storheim K, Risberg M A. Knee osteoarthritis after anterior cruciate ligament injury: a systematic review. Am J Sports Med. 2009;37(07):1434–1443. doi: 10.1177/0363546509338827. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 13.Mobasheri A, Henrotin Y. Biomarkers of (osteo)arthritis. Biomarkers. 2015;20(08):513–518. doi: 10.3109/1354750X.2016.1140930. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 14.Cameron M, Buchgraber A, Passler H. The natural history of the anterior cruciate ligament-deficient knee. Changes in synovial fluid cytokine and keratan sulfate concentrations. Am J Sports Med. 1997;25(06):751–754. doi: 10.1177/036354659702500605. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 15.Harkey M S, Luc B A, Golightly Y M. Osteoarthritis-related biomarkers following anterior cruciate ligament injury and reconstruction: a systematic review. Osteoarthritis Cartilage. 2015;23(01):1–12. doi: 10.1016/j.joca.2014.09.004. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 16.Ajuied A, Wong F, Smith C. Anterior cruciate ligament injury and radiologic progression of knee osteoarthritis: a systematic review and meta-analysis. Am J Sports Med. 2014;42(09):2242–2252. doi: 10.1177/0363546513508376. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 17.Higuchi H, Shirakura K, Kimura M. Changes in biochemical parameters after anterior cruciate ligament injury. Int Orthop. 2006;30(01):43–47. doi: 10.1007/s00264-005-0023-5. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 18.Lohmander L S, Englund P M, Dahl L L, Roos E M. The long-term consequence of anterior cruciate ligament and meniscus injuries: osteoarthritis. Am J Sports Med. 2007;35(10):1756–1769. doi: 10.1177/0363546507307396. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 19.Mouritzen U, Christgau S, Lehmann H J, Tankó L B, Christiansen C. Cartilage turnover assessed with a newly developed assay measuring collagen type II degradation products: influence of age, sex, menopause, hormone replacement therapy, and body mass index. Ann Rheum Dis. 2003;62(04):332–336. doi: 10.1136/ard.62.4.332. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 20.Jorge P B, Sprey J W, Runco G M, Lima M V, Severino N R, Santili C. Diferença na degeneração articular de acordo com o tipo de esporte. Rev Bras Ortop. 2019;54(05):509–515. doi: 10.1016/j.rboe.2018.02.012. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 21.Severino R M, Jorge P B, Martinelli M O, de Lima M V, Severino N R, Duarte Junior A. Análise dos níveis séricos do biomarcador CTX-II em atletas profissionais como fator preditivo de degradação articular. Rev Bras Ortop. 2015;50(03):331–335. doi: 10.1016/j.rboe.2015.04.001. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 22.Wu W, Billinghurst R C, Pidoux I. Sites of collagenase cleavage and denaturation of type II collagen in aging and osteoarthritic articular cartilage and their relationship to the distribution of matrix metalloproteinase 1 and matrix metalloproteinase 13. Arthritis Rheum. 2002;46(08):2087–2094. doi: 10.1002/art.10428. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 23.Nelson F, Billinghurst R C, Pidoux I. Early post-traumatic osteoarthritis-like changes in human articular cartilage following rupture of the anterior cruciate ligament. Osteoarthritis Cartilage. 2006;14(02):114–119. doi: 10.1016/j.joca.2005.08.005. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 24.Irie K, Uchiyama E, Iwaso H. Intraarticular inflammatory cytokines in acute anterior cruciate ligament injured knee. Knee. 2003;10(01):93–96. doi: 10.1016/s0968-0160(02)00083-2. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 25.Davis H C, Spang J T, Loeser R F. Time between anterior cruciate ligament injury and reconstruction and cartilage metabolism six-months following reconstruction. Knee. 2018;25(02):296–305. doi: 10.1016/j.knee.2018.01.009. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 26.Larsson S, Struglics A, Lohmander L S, Frobell R. Surgical reconstruction of ruptured anterior cruciate ligament prolongs trauma-induced increase of inflammatory cytokines in synovial fluid: an exploratory analysis in the KANON trial. Osteoarthritis Cartilage. 2017;25(09):1443–1451. doi: 10.1016/j.joca.2017.05.009. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 27.Kraus V B, Hargrove D E, Hunter D J, Renner J B, Jordan J M. Establishment of reference intervals for osteoarthritis-related soluble biomarkers: the FNIH/OARSI OA Biomarkers Consortium. Ann Rheum Dis. 2017;76(01):179–185. doi: 10.1136/annrheumdis-2016-209253. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 28.Garnero P, Piperno M, Gineyts E, Christgau S, Delmas P D, Vignon E. Cross sectional evaluation of biochemical markers of bone, cartilage, and synovial tissue metabolism in patients with knee osteoarthritis: relations with disease activity and joint damage. Ann Rheum Dis. 2001;60(06):619–626. doi: 10.1136/ard.60.6.619. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 29.Saberi Hosnijeh F, Siebuhr A S, Uitterlinden A G. Association between biomarkers of tissue inflammation and progression of osteoarthritis: evidence from the Rotterdam study cohort. Arthritis Res Ther. 2016;18:81. doi: 10.1186/s13075-016-0976-3. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 30.Deshpande B R, Katz J N, Solomon D H. Number of Persons With Symptomatic Knee Osteoarthritis in the US: Impact of Race and Ethnicity, Age, Sex, and Obesity. Arthritis Care Res (Hoboken) 2016;68(12):1743–1750. doi: 10.1002/acr.22897. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
Rev Bras Ortop (Sao Paulo). 2020 Jul 22;56(3):326–332. [Article in Portuguese]

Avaliação do biomarcador CTX-II em pacientes com ruptura do ligamento cruzado anterior: Estudo piloto *

Resumo

Objetivo  Quantificar a concentração urinária do biomarcador telopeptídeo C de ligação cruzada de colágeno de tipo II ( C-terminal cross-linked telopeptide of type-II collagen , CTX-II) em casos de lesão isolada do ligamento cruzado anterior (LCA), e comparar as concentrações observadas nessa população com um grupo controle composto por pacientes sem alterações metabólicas no joelho que possam levar à degeneração da cartilagem.

Métodos  Este é um estudo piloto transversal com dois grupos: pacientes com ruptura do LCA e grupo controle (cada grupo era composto por 10 indivíduos do sexo masculino, com 18 a 35 anos de idade, e índice de massa corporal inferior a 30 kg/m 2 ). Nos dois grupos, as concentrações urinárias de um biomarcador relacionado à degradação do colágeno de tipo II (CTX-II) foram medidas. No grupo com ruptura do LCA, a relação entre o tempo pós-lesão e a quantidade do biomarcador também foi analisada.

Resultados  Houve diferenças significativas nas concentrações urinárias de CTX-II entre o grupo LCA e o grupo controle ( p  = 0,009). Não foi observada relação significativa entre o tempo de lesão e a quantidade do biomarcador.

Conclusões  Pacientes com lesão do LCA apresentaram maiores concentrações urinárias do biomarcador CTX-II do que aqueles sem lesão do LCA ( p  = 0,009). No entanto, não houve correlação entre a concentração desse biomarcador e o tempo decorrido após a lesão ( p > 0,05).

Palavras-chave: osteoartrite, biomarcadores, lesões do ligamento cruzado anterior

Introdução

A lesão do ligamento cruzado anterior (LCA) causa instabilidade no joelho. Outras lesões intra-articulares geralmente acompanham as lesões do LCA, em especial as lesões de cartilagem e meniscos. O tratamento dessas lesões envolve reconstrução cirúrgica para restabelecimento da anatomia e biomecânica do ligamento nativo, o que atenua os sintomas e permite o retorno à atividade. 1

Uma das principais sequelas pós-operatórias da lesão do LCA não é completamente eliminada após a reconstrução do ligamento: o desenvolvimento de osteoartrite (OA) do joelho. Em média, os sinais e sintomas surgem de 10 a 15 anos após a reconstrução ligamentar, com incidência entre 0% e 86% dos casos. 2 3 4 5 6

O diagnóstico de OA é clínico. As técnicas de diagnóstico por imagem têm baixa sensibilidade e especificidade para detectar alterações em estágios iniciais e monitorar a progressão da doença durante o acompanhamento em curto prazo. As alterações radiográficas são visualizadas em média dois anos após o início da doença. 1 6 A ausência de um padrão de medida universal com boa sensibilidade e especificidade dificulta a determinação dos processos degenerativos em estágio inicial após a lesão ou a reconstrução do LCA; assim, uma modalidade de triagem mais precisa em curto prazo é desejável. 4 O uso de biomarcadores permite a medida precoce e não invasiva dos processos degenerativos da cartilagem. Esses marcadores bioquímicos do tecido conjuntivo são liberados na circulação sistêmica, e podem ser medidos no sangue, na urina, ou no fluido sinovial. Um dos principais biomarcadores para o diagnóstico e prognóstico da OA é o telopeptídeo C de ligação cruzada de colágeno de tipo II ( C-terminal cross-linked telopeptide of type-II collagen , CTX-II). 7 8 9 10 11 Esse biomarcador é liberado durante o processo dinâmico de degeneração do colágeno de tipo II, e, consequentemente, é correlacionado à destruição e à formação de cartilagem. 8 12 13 14 15 16 17 18 Mouritzen et al 19 mostraram que o CTX-II tem especificidade para a OA do joelho. Acredita-se que o trauma por rotação e o sangramento intra-articular associados à ruptura do LCA causem uma alteração metabólica aguda da cartilagem e do osso subcondral, levando ao início da degeneração em longo prazo da cartilagem articular. Um dos biomarcadores desse processo é o CTX-II. 8

Nenhum estudo da literatura avaliou a correlação do biomarcador CTX-II em uma amostra homogênea com lesão isolada do LCA, o que torna o presente estudo único e inovador. O objetivo deste trabalho foi quantificar a concentração urinária do biomarcador CTX-II em pacientes com lesão isolada do LCA e comparar os valores encontrados nessa população com um grupo controle de pacientes sem lesão no joelho. Nossa hipótese era a de que as concentrações de CTX-II na urina seriam maiores em pacientes com ruptura do LCA, e, portanto, o biomarcador seria útil como indicador prognóstico do desenvolvimento da OA.

Métodos

Delineamento Experimental

Este estudo foi avaliado e aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa da instituição do autor, e foi um estudo piloto transversal, observacional, de centro único, que comparou a presença de um biomarcador urinário da degradação de colágeno de tipo II em pacientes com lesão do LCA do joelho e pacientes saudáveis sem lesão no joelho (grupo controle).

Entre junho de 2017 e fevereiro de 2018, 10 indivíduos do sexo masculino com histórico de lesão isolada do LCA (Grupo 1–tratamento) e 10 homens sem histórico de lesão do ligamento do joelho (Grupo 2–controle) foram avaliados e incluídos no estudo.

Os critérios de inclusão foram: sexo masculino; idade entre 18 e 35 anos; índice de massa corporal (IMC) inferior a 30 kg/m 2 ; lesões isoladas do LCA ou ausência de lesões no joelho; e sujeitos não praticantes de esportes, pois alguns estudos prévios sugerem aumento de CTX-II após a atividade física em determinadas condições. 20 21 Os critérios de exclusão foram: sexo feminino; presença de doença degenerativa do joelho ou outra doença articular; doenças sistêmicas, autoimunes ou infecciosas; outras lesões no ligamento do joelho; história de cirurgia no joelho; lesões do menisco ou cartilagem (os casos de hematoma ósseo à ressonância magnética não foram considerados lesões de cartilagem, tendo sido incluídos no estudo); qualquer tratamento cirúrgico prévio do LCA; e uso de anti-inflamatórios não esteroides por pelo menos um mês antes da avaliação. Esses critérios de seleção procuram tornar a amostra o mais homogênea possível, com o menor risco de OA idiopática ou outras patologias, como a osteoporose.

Os pacientes foram escolhidos dentre a população ambulatorial com achados clínicos e radiológicos da ruptura do LCA. As manobras de gaveta anterior, Lachman e pivot shift foram utilizadas durante o exame físico, juntamente com a confirmação diagnóstica por ressonância magnética da ruptura do LCA nos indivíduos do Grupo 1. Essas avaliações foram realizadas pouco antes da coleta de urina, excluindo todas as patologias que poderiam interferir na análise (lesões de menisco ou cartilagem, osteoartrite). O tempo máximo pós-lesão foi estabelecido em 2 anos.

Coleta de Amostra de Urina

A coleta única e simples de urina foi realizada em todos os participantes seguindo o mesmo protocolo asséptico: após a esterilização tópica da região genital, o jato médio da primeira micção do dia ou da micção duas horas após a micção anterior (exatamente como descrito no manual de instruções do kit para dosagem de CTX-II) foi coletado (desprezando-se o primeiro e o último jatos) em recipiente estéril. Essas amostras de urina foram mantidas em ambiente refrigerado por no máximo 12 horas antes da centrifugação, e congeladas a -20 °C pelo período (de 1 semana a 7 meses) anterior à análise. No grupo LCA, a amostra de urina foi obtida na primeira consulta, antes de qualquer tratamento.

Urinálise e Presença de CTX-II

As amostras de urina foram descongeladas simultaneamente à temperatura ambiente por trinta minutos antes da mensuração quantitativa do CTX-II. Cada amostra foi submetida a um ensaio imunoabsorvente ligado à enzima ( enzyme-linked immunosorbent assay , ELISA, Elabscience, Houston, TX, Estados Unidos).Este kit usou o princípio de ELISA em sanduíche para análise de amostras.Nessa metodologia, a placa de ELISA é revestida com um anticorpo específico contra CTX-II humano.As amostras coletadas (urina) foram adicionadas aos poços da placa e homogeneizadas com o anticorpo específico, formando um conjugado (complexo antígeno–anticorpo).

A seguir, um anticorpo de detecção biotinilado específico para o conjugado de Avidina-Peroxidase de raiz-forte ( horseradish peroxidase , HRP) foi adicionado à placa e incubado.Os componentes livres foram removidos por lavagem.A solução de substrato foi adicionada a cada poço, e apenas os poços com CTX-II/conjugado humano desenvolvem cor azul. A reação enzima–substrato foi interrompida pelo acréscimo de solução de parada, e a cor ficou amarela. Imediatamente depois, a densidade óptica (DO) foi medida por espectrofotometria em comprimento de onda de 450 ± 2 nm (espectrômetro EZ Read 400 Biochrom, Cambourne, Cambridge, Reino Unido). O valor de DO é proporcional à concentração de CTX-II humano presente na amostra. O cálculo da concentração de CTX-II nas amostras foi então realizado, comparando-se os valores calculados com base em uma curva padrão.

De acordo com o fabricante, as especificações do teste ELISA para detecção de degradação do colágeno de tipo II (kit CTX-II) são as seguintes: sensibilidade: 0,10 ng/mL; faixa de detecção: de 0,16 ng/mL a 10 ng/mL; reprodutibilidade: coeficiente de variação < 10%.

Todas as análises foram realizadas simultaneamente no mesmo laboratório (Divisão de Biologia Molecular) e no mesmo equipamento.Os resultados foram avaliados e comparados entre os grupos.

Análise Estatística

Em uma síntese estatística (média, desvio padrão, mediana, valor mínimo e valor máximo), foram descritas as características dos pacientes e as concentrações de biomarcador em cada grupo. Pelo teste de Mann-Whitney, comparou-se a concentração de CTX-II entre os grupos, e pela correlação de Spearman, avaliou-se a relação entre o tempo de lesão e a presença de CTX-II na urina. O valor de p inferior a 5% (0,05) definiu a diferença estatisticamente significativa.

Resultados

Os pacientes do grupo LCA tinham idade média de 20,8 anos e IMC médio de 25 kg/m 2 . Os pacientes do grupo controle tinham idade média de 28,2 anos e IMC médio de 24,5 kg/m 2 . Os indivíduos do grupo LCA eram mais jovens do que os do grupo controle ( p < 0,001), e não houve diferença significativa entre os grupos em termos de IMC ( p > 0.05) ( Tabela 1 ).

Tabela 1. Características descritivas avaliadas de acordo com o grupo e resultados dos testes comparativos.

Variável Grupos Total Valor de p
Idade (anos) Controle (n = 10) Ligamento cruzado anterior (n = 10) (n = 20) < 0,001
Média ± desvio padrão 28,2 ± 3,8 20,8 ± 2,6 24,5 ± 5
Mediana (valor mínimo; valor máximo) 28,5 (22; 35) 20 (18; 25) 24 (18; 35)
Índice de massa corporal (kg/m 2 ) 0,853
Média ± desvio-padrão 24,5 ± 3,4 25 ± 2,3 24,8 ± 2,8
Mediana (valor mínimo; máximo) 24,5 (18; 29) 24 (22; 29) 24 (18; 29)
Tempo após a lesão (meses)
Média ± desvio-padrão 6,8 ± 4,7 6,8 ± 4,7
Mediana (valor mínimo; valor máximo) 5,5 (2; 18) 5,5 (2; 18)

O valor médio de CTX-II no grupo LCA foi de 8,9 ± 0,7 ng/mL (intervalo: 7,7 ng/mL a 9,8 ng/mL), maior do que o observado no grupo controle, de 6,7 ± 2,6 ng/ml (intervalo: 0,7 ng/mL a 9,4 ng/mL; p  = 0,009) ( Tabela 2 e Figura 1 ). O tempo pós-lesão variou entre 2 e 18 meses, e não houve diferença entre essa variável e o nível de CTX-II nos pacientes do grupo LCA ( p  = 0,521; r = -0,231) ( Figura 2 e Tabela 1 ).

Tabela 2. Análise quantitativa do biomarcador urinário CTX-II em cada grupo e resultados dos testes comparativos.

Concentração Urinária de CTX-II (ng/mL)
Grupos n Média Desvio padrão Mediana Valor mínimo Valor máximo Valor de p
LCA (1) 10 8,9 0,7 9 7,7 9,8
Controle (2) 10 6,7 2,6 7,2 0,7 9,4 0,009
Total 20 7,8 2,1 8,4 0,7 9,8

Abreviaturas: CTX-II, C-terminal cross-linked telopeptide of type-II collagen (telopeptídeo C de ligação cruzada de colágeno de tipo II), LCA, ligamento cruzado anterior.

Fig. 1.

Fig. 1

Valor médio de telopeptídeo C de ligação cruzada de colágeno de tipo II ( C-terminal cross-linked telopeptide of type-II collagen , CTX-II): grupo ligamento cruzado anterior (LCA) versus grupo controle. O valor médio de CTX-II no grupo LCA foi de 8,9 ± 0,7 ng/mL (intervalo: 7,7 ng/mL a 9,8 ng/mL), que foi maior em comparação ao valor do grupo controle, de 6,7 ± 2,6 ng/mL (intervalo: 0,7 ng/mL a 9,4 ng/mL) ( p  = 0,009).

Fig. 2.

Fig. 2

Relação entre o tempo pós-lesão e a concentração de telopeptídeo C de ligação cruzada de colágeno de tipo II ( C-terminal cross-linked telopeptide of type-II collagen , CTX-II). Não houve diferença entre o tempo pós-lesão e a concentração de CTX-II nos pacientes do grupo LCA ( p  = 0,521; r = -0,231).

Discussão

Nossa hipótese foi apoiada pelos resultados do presente estudo. Indivíduos com ruptura do LCA apresentaram concentração significativamente maior de CTX-II na urina do que indivíduos sem lesão ( p  = 0,009), independente do tempo após sua ocorrência. Esse achado apoia a ideia de que as alterações metabólicas na cartilagem articular que ocorrem logo após a ruptura do LCA parecem predispor os pacientes à patologia degenerativa do joelho, como observado em estudos anteriores. 4 14 15 17 22 23 24 25

Interleucinas (IL-6, IL-8) e metaloproteases da matriz (MPM-3 e MPM-13) são algumas das citocinas consideradas intimamente relacionadas à degradação do colágeno de tipo II. 1 5 Em média, a OA se torna sintomática e impede o paciente de realizar atividades de 10 a 15 anos após o primeiro evento traumático. 7 9 12 No entanto, esse processo degenerativo não afeta todos os pacientes com histórico de ruptura do LCA, como mostra a ampla gama de incidência nessa população (0% a 86%). 2 3 4 5 6

Até agora, não havia um marcador prognóstico confiável que pudesse ser detectado precocemente para esse processo. O CTX-II, um marcador estabelecido de ruptura da cartilagem de tipo II, pode ser medido no sangue, no fluido sinovial e na urina porque a molécula não é alterada pela filtração renal. A vantagem da medida urinária é a facilidade de coleta. Além disso, por ser considerado um biomarcador da gravidade da doença, de acordo com a classificação de carga da doença, investigativa, prognóstica, de eficácia da intervenção e diagnóstica ( burden of disease, investigative, prognostic, efficacy of intervention and diagnostic , BIPED), 10 a correlação entre a severidade das alterações degenerativas da OA e as concentrações dos biomarcadores CTX-II apoia seu uso como uma ferramenta diagnóstica e prognóstica. 10 25 26 27

Devido às características intrínsecas de cada método de quantificação de biomarcadores (fabricante, sexo do paciente, idade e IMC, e articulação estudada), não existem valores uniformes ou de referência descritos na literatura; até mesmo as unidades de medida diferem de acordo com o kit utilizado. 19 Diversos biomarcadores da quantificação da inflamação, como proteína da matriz oligomérica cartilaginosa (PMOC), produtos de degradação de agrecana (ARGS) ou mesmo citocinas inflamatórias, têm sido associados a processos degenerativos na cartilagem do joelho. 5 Apesar dessa variabilidade na análise de biomarcadores, estudos anteriores concluíram que há um aumento quantitativo de biomarcadores após lesão do LCA. 3 24 No entanto, esses estudos não controlaram a lesão isolada do LCA, o estágio da doença, ou o uso do mesmo biomarcador.

Em estudos anteriores sobre CTX-II e OA, Garnero et al 28 compararam 67 pacientes com OA do joelho e 67 indivíduos saudáveis, e encontraram uma diferença significativa entre os dois grupos em relação ao valor urinário de CTX-II (valor médio: 431 ng/mmol Creatinina e 345 ng/mmol Cr, respectivamente). Em outro estudo, comparando 17 indivíduos saudáveis a 329 pacientes com qualquer tipo de lesão no joelho (lesão em LCA/lesão em LCA combinada a ruptura de outro ligamento ou do menisco, ou ruptura isolada do menisco), Lohmander et al 18 observaram uma diferença significativa na medida sérica de CTX-II (média: 1,4 ng/mL e 9,5 ng/mL, respectivamente). Saberi Hosnijeh et al, 29 em um grande estudo de coorte, avaliaram 1.335 participantes com e sem OA e a relação com vários biomarcadores, inclusive CTX-II; esses autores demonstraram valores de CTX-II de 2,4 ng/mmol Cr no grupo que desenvolveu OA, e 2,27 ng/mmol Cr no grupo sem OA (uma diferença pequena, mas significativa).

O presente estudo mediu apenas as concentrações pré-operatórias de CTX-II na urina; portanto, nosso estudo é único em seu objetivo de identificar um biomarcador prognóstico precoce da OA. Dois outros estudos quantificaram CTX-II após a reconstrução cirúrgica do ligamento. Larsson et al 26 não encontraram diferença nas concentrações de biomarcadores CTX-II no soro, na urina e no fluido sinovial ao comparar os valores antes e após a cirurgia. Chmielewski et al 8 realizaram medidas seriadas de CTX-II na urina após a cirurgia, e descobriram que a concentração diminuiu com o passar do tempo.

No entanto, para demonstrar a especificidade de um biomarcador e seu poder prognóstico, a homogeneidade da amostra é crucial. Além disso, os marcadores devem ser medidos com precisão e reprodutibilidade, com coeficientes de variação inferiores a 10%. Como as características dos pacientes, como sexo, idade e IMC, são variáveis, é necessário minimizar a variabilidade entre os grupos comparados ou estratificar o estudo de acordo com a variável analisada. O presente estudo é único em sua metodologia, pois tivemos o cuidado de avaliar apenas pacientes com lesão isolada do LCA, estabelecendo a especificidade desse biomarcador para a degeneração da cartilagem após essa lesão em um grupo homogêneo. De acordo com Deshpande et al, 30 o risco de OA em homens não obesos com menos de 35 anos é inferior a 1%.

A tendência temporal da concentração do biomarcador CTX-II também foi avaliada. No entanto, nenhuma tendência estatisticamente significativa foi encontrada ( p > 0,05). Um dos critérios de inclusão no estudo foi uma lesão ocorrida no máximo 2 anos antes da inscrição, e o tempo pós-lesão variou entre 2 e 18 meses. A ausência de uma tendência temporal pode ser explicada de duas maneiras: a pequena população amostral e a possibilidade de ocorrência de degradação do colágeno de tipo II após o trauma mais cedo do que o analisado por nosso estudo. Esses níveis podem permanecer cronicamente elevados, a menos que ocorra um novo evento, inclusive tratamento cirúrgico ou alguma outra terapia não cirúrgica. 26

Apesar de nossos critérios de inclusão terem sido projetados para a identificação de pacientes demograficamente semelhantes, houve uma diferença significativa entre as idades médias dos grupos. O grupo controle apresentou uma média de idade maior (28,2 ± 3,8 anos) do que o grupo ACL (20,8 ± 2,6 anos). Se o resultado fosse o oposto, poderíamos considerar esse viés importante, uma vez que os valores de CTX-II aumentam em pacientes mais velhos.

Reconhecemos as limitações do presente estudo. Este estudo piloto transversal fez uma avaliação estatística da concentração de biomarcadores em um grupo com lesão e um grupo controle.Sabe-se que as concentrações de biomarcadores mudam com o tempo e o estágio da degeneração da cartilagem. Além disso, sabe-se que as concentrações de biomarcadores variam com as intervenções cirúrgicas e/ou clínicas. 8 26 Estudos prospectivos tendem a gerar melhores informações sobre as tendências temporais das concentrações de biomarcadores e sua gravidade patológica. Outra limitação deste estudo é o pequeno tamanho da amostra (n = 20). Embora essa limitação possa reduzir a robustez das conclusões, o tamanho da amostra forneceu amplo poder para a geração de resultados estatisticamente significativos. Um estudo com amostra maior, analisando mais indivíduos, obterá dados mais conclusivos e poderá elucidar melhor as alterações das concentrações de CTX-II ao longo do tempo. A última limitação é a exclusão de pacientes do sexo feminino, pois o principal objetivo dos critérios de seleção era homogeneizar a amostra. Essa análise será necessária em estudos futuros com amostras maiores e indivíduos de ambos os sexos.

Novos estudos podem elucidar melhor como inibir o processo de degeneração da cartilagem após lesão do LCA ou outras doenças articulares. A medida do biomarcador pode desempenhar um papel importante para atingir esse objetivo, pois auxilia o diagnóstico precoce de alterações metabólicas, tanto qualitativa quanto quantitativamente, em termos de gravidade da doença. Por fim, podem ser usados para a avaliação da eficácia de tratamentos.

Perspectiva

Estudos anteriores mostraram que os níveis de citocinas inflamatórias aumentam após a ruptura do LCA, e que esse fenômeno pode estar associado à OA. 2 3 4 17 24 Outra maneira de demonstrar uma alteração no metabolismo da cartilagem após trauma no joelho é usar biomarcadores, como PMOC e CTX-II. 5 15 A importância deste estudo é mostrar o aumento da concentração de CTX-II após a ruptura do LCA, e outras pesquisas estão sendo conduzidas após esses resultados. Isso também pode auxiliar outras patologias, como lesões de menisco ou cartilagem, e outras lesões ligamentares. Também pode ser interessante para analisar ou comparar técnicas cirúrgicas, medicamentos ou intervenções para prevenção de OA. O CTX-II, entre outros biomarcadores, tem a vantagem de ser medido na urina; portanto, é uma maneira fácil e não invasiva de mostrar e acompanhar a formação e degradação da cartilagem.

Conclusão

Pacientes com lesão do LCA apresentaram concentrações maiores de CTX-II na urina do que indivíduos sem lesão do LCA ( p  = 0,009). No entanto, não houve correlação entre a concentração desse biomarcador e o tempo decorrido após a lesão ( p > 0,05).


Articles from Revista Brasileira de Ortopedia are provided here courtesy of Sociedade Brasileira de Ortopedia e Traumatologia

RESOURCES