Basic calcium phosphate and pyrophosphate crystals in early and late osteoarthritis: relationship with clinical indices and inflammation

Abstract

The current study aimed to investigate the association of calcium pyrophosphate (CPP) and basic calcium phosphate (BCP) crystals in synovial fluid (SF) of patients with osteoarthritis (OA) with disease severity, clinical symptoms, and synovial inflammation. One-hundred-and-ten patients with knee OA completed the Western Ontario and McMaster Universities Arthritis Index (WOMAC) self-assessment questionnaire, the Lequesne algofunctional index survey, and the visual analogic scale forms; they also underwent power Doppler ultrasonography (PDUS) to assess synovial inflammation. Scanning electron microscopy (SEM) was used to detect SF crystals. SEM analyses uncovered CPP crystals in 26 patients (23.6%), BCP crystals in 24 patients (21.8%), and both types of crystals in 7 patients (6.3%). Categorizing patients according to SF crystal type, a strong association between BCP crystal presence, and higher WOMAC and Lequesne index scores has been uncovered. Classifying our patients according the severity Kellgre-Lawrence score, we found that the prevalence of CPP alone (27.8%) or in combination with BCP (11.1%) was higher in the late stage group with respect to the early one (CPP 21.6% and CPP + BCP 4.1%, respectively). The prevalence of BCP crystals alone was, instead, higher in the early (23%) with respect to the late group (19.4%). No association between the presence of crystals and the radiographic scores has been observed. Considering the growing evidence supporting a role of low-grade inflammation in OA pathogenesis, the results of this study suggest a role for calcium crystals in the development of the disease.

IL-1 in osteoarthritis: time for a critical review of the literature

“…One reasonable hypothesis is that some patients’ disease may be complicated by crystal arthritis. Calcium pyrophosphate (CPP) and basic calcium phosphate (BCP) crystals are present in the synovial fluid of around 20 to 25% of patients with knee OA 73 and CPP in 13% of patients with small-joint (hand and wrist) OA 74 . Although the presence of crystals in the joint does not necessarily lead to a clinical crystal arthritis, all crystals (including urate, pyrophosphate and cholesterol) are potential activators of the inflammasome pathway, resulting in caspase 1–dependent processing of intracellular pro–IL-1 75– 77 .…”

Остеоартрит І Подагра: Докази Взаємозв’язку Та Можливі Терапевтичні Втручання

“…Предшествующее повреждение (травма) сустава в анамнезе или механическая перегрузка являются доказанными факторами риска ОА, одновременно острое повреждение сустава выступает безусловным триггером острой подагрической атаки [11]. Подагра и ОА также связаны с отложением кристаллов пирофосфата кальция [12]. Напротив, существует несколько противоречивых факторов риска, включая пол (у мужчин чаще развивается подагра, у женщин -ОА) и почечную недостаточность (фактор риска при подагре, но не при ОА).…”

Prospects for Using Colchicine in Medicine: New Evidence

“…Колхицин не относится к числу лекарственных препаратов, рекомендуемых для лечения остеоартрита (ОА) [34][35][36]. В то же время кристаллы основных фосфатов кальция, в первую очередь кристаллы гидроксиапатита, очень часто выявляются в хрящевой ткани у пациентов с ОА, и их обнаружение ассоциируется с гиперэкспрессией ИЛ1β, коррелирующей с тяжестью ОА [37][38][39]. Хотя в нескольких РКИ лечение пациентов с ОА колхицином, а также селективными ингибиторами ИЛ1 не продемонстрировало более высокой эффективности по сравнению с плацебо (ПЛ) [40,41], исследования в этом направлении целесообразно продолжить в аспекте выделения «воспалительного» (ИЛ1-зависимого?)…”