Background Degeneration of shoulder muscle tissues often result in tearing, causing pain, disability and loss of independence. Differential muscle involvement patterns have been reported in tears... Show moreBackground Degeneration of shoulder muscle tissues often result in tearing, causing pain, disability and loss of independence. Differential muscle involvement patterns have been reported in tears of shoulder muscles, yet the molecules involved in this pathology are poorly understood. The spatial distribution of biomolecules across the affected tissue can be accurately obtained with matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry imaging (MALDI-MSI). The goal of this pilot study was to decipher the metabolic landscape across shoulder muscle tissues and to identify signatures of degenerated muscles in chronic conditions. Methods Paired biopsies of two rotator cuff muscles, torn infraspinatus and intact teres minor, together with an intact shoulder muscle, the deltoid, were collected during an open tendon transfer surgery. Five patients, average age 65.2 +/- 3.8 years, were selected for spatial metabolic profiling using high-spatial resolution (MALDI-TOF) and high-mass resolution (MALDI-FTICR) MSI in negative or positive ion mode. Metabolic signatures were identified using data-driven analysis. Verifications of spatial localization for selected metabolic signatures were carried out using antibody immunohistology. Results Data-driven analysis revealed major metabolic differences between intact and degenerated regions across all muscles. The area of degenerated regions, encompassed of fat, inflammation and fibrosis, significantly increased in both rotator cuff muscles, teres minor (27.9%) and infraspinatus (22.8%), compared with the deltoid (8.7%). The intact regions were characterized by 49 features, among which lipids were recognized. Several of the identified lipids were specifically enriched in certain myofiber types. Degenerated regions were specifically marked by the presence of 37 features. Heme was the most abundant metabolite in degenerated regions, whereas Heme oxygenase-1 (HO-1), which catabolizes heme, was found in intact regions. Higher HO-1 levels correlated with lower heme accumulation. Conclusions Degenerated regions are distinguished from intact regions by their metabolome profile. A muscle-specific metabolome profile was not identified. The area of tissue degeneration significantly differs between the three examined muscles. Higher HO-1 levels in intact regions concurred with lower heme levels in degenerated regions. Moreover, HO-1 levels discriminated between dysfunctional and functional rotator cuff muscles. Additionally, the enrichment of specific lipids in certain myofiber types suggests that lipid metabolism differs between myofiber types. The signature metabolites can open options to develop personalized treatments for chronic shoulder muscles degeneration. Show less
Kolk, A.; Zwaal, P. van der; Thomassen, B.J.W.; Kamp, E.W.C. van de; Stijnen, T.; Groot, J.H. de; Nelissen, R.G.H.H. 2018
Pati_nten met een degeneratieve ruptuur van de rotatorcuff vormen een uitdagend probleem voor de behandeld specialist in de besluitvorming met betrekking tot in de behandelstrategie. De opzet van... Show morePati_nten met een degeneratieve ruptuur van de rotatorcuff vormen een uitdagend probleem voor de behandeld specialist in de besluitvorming met betrekking tot in de behandelstrategie. De opzet van dit proefschrift was om beter inzicht te cre_ren in de evaluatie, klinische uitkomst en chirurgische behandeling van degeneratieve rotatorcuffrupturen. In Hoofdstuk 3 wordt de overeenstemming in de beoordeling van de Geometrische Classificatie van cuffrupturen door ervaren beoordelaars onderzocht met behulp van MR beeldvorming met artrografie. In Hoofdstuk 4 wordt een nieuwe methode ge_ntroduceerd om pati_nten met een symptomatische cuffruptuur te onderscheiden van mensen met een asymptomatisch ruptuur middels de kwalificatie van de adductor co-activatie tijdens schouderabductie. In Hoofdstuk 5 werd de associatie onderzocht van de ernst van de ziekte activiteit van reumatoide arthritis en kraakbeenschade, rotatorcuffrupturen en opwaartse migratie van de schouderkop. In Hoofdstuk 6 werd een gerandomiseerde studie uitgevoerd naar de klinische resultaten van een volledig artroscopische versus mini-open behandeling van rotatorcuffrupturen bij 100 pati_nten. In Hoofdstuk 7 werden de klinische uitkomsten en structurele integriteit op postoperatieve MRI onderzocht van volledig artroscopische behandeling van subscapularispeesr upturen. Het doel van Hoofdstuk 8 was de introductie en evaluatie van een nieuwe artroscopische techniek voor de behandeling van massieve cuffrupturen. In Hoofdstuk 9 werd de grootste serie uit de orthopaedische literatuur beschreven van teres major peestransposities. Show less
