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Etoricoxib decreases subchondral bone mass and attenuates biomechanical properties at the early stage of osteoarthritis in a mouse model - 30/05/20

Doi : 10.1016/j.biopha.2020.110144 
Bo Liu a, b, 1, Chenchen Ji a, b, 1, Yijie Shao a, Ting Liang b, Jiaheng He a, b, Huaye Jiang a, b, Guangdong Chen a, , Zongping Luo a, b,
a Department of Orthopedics, The First Affiliated Hospital of Soochow University, 899 Pinghai Road, Suzhou, 215006, Jiangsu, PR China 
b Orthopedic Institute, Soochow University, 708 Renmin Rd, Suzhou, 215006, Jiangsu, PR China 

Corresponding author at: Department of Orthopedics, the First Affiliated Hospital of Soochow University, 899 Pinghai Road, Suzhou, 215006, Jiangsu, PR China and Orthopedic Institute, Soochow University, 708 Renmin Rd, Suzhou, 215006, Jiangsu, PR China.Department of Orthopedics, the First Affiliated Hospital of Soochow University, 899 Pinghai Road, Suzhou, 215006, Jiangsu, PR China and Orthopedic Institute, Soochow University708 Renmin RdSuzhouJiangsu215006PR China⁎⁎Corresponding author.

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Highlights

Etoricoxib can relieve OA-induced pain and inhibit osteophyte formation in the subchondral bone.
Etoricoxib can change the microstructures and biomechanical properties of subchondral bone.
The effects of Etoricoxib on subchondral bone may be related to its inhibition of PGE2 production.

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Abstract

Etoricoxib, a selective Cyclooxygenase-2 (COX-2) inhibitor, is commonly used in osteoarthritis (OA) for pain relief, however, little is known about the effects on subchondral bone. In the current study, OA was induced via destabilization of the medial meniscus (DMM) in C57BL/6 mice. Two days after surgery, mice were treated with different concentrations of Etoricoxib. Four weeks after treatment, micro computed tomography (Micro-CT) analysis, histological analysis, atomic force microscopy (AFM) analysis, and scanning electron microscopy (SEM) were performed to evaluate OA progression. We demonstrated that Etoricoxib inhibited osteophyte formation in the subchondral bone. However, it also reduced the bone volume fraction (BV/TV), lowered trabecular thickness (Tb.Th), and more microfractures and pores were observed in the subchondral bone. Moreover, Etoricoxib reduced the elastic modulus of subchondral bone. Exposure to Etoricoxib further increased the empty/total osteocyte ratio of the subchondral bone. Etoricoxib did not show significant improvement in articular cartilage destruction and synovial inflammation in early OA. Together, our observations suggested that although Etoricoxib can relieve OA-induced pain and inhibit osteophyte formation in the subchondral bone, it can also change the microstructures and biomechanical properties of subchondral bone, promote subchondral bone loss, and reduce subchondral bone quality in early OA mice.

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Abbreviations : COX-2, DMM, OA, E5, E10, E20, Micro-CT, HE, AFM, SEM, BV/TV, Tb.Th, OARSI, NSAIDs, COX, PGE2, EP4, MMLT, RT, ROI, EDTA, AVNOA

Keywords : COX-2, Biomechanical properties, Etoricoxib, Microstructures, Osteoarthritis, Subchondral bone


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