Micro CT analysis of the subarticular bone structure in the area of the talar trochlea

Purpose: Certain regions of the talar trochlea are recognized as exhibiting varying cartilage thickness and degrees of subchondral bone mineralization. These changes have been attributed to the long-term loading history. For the current study, we accepted the hypothesis that stress-induced alterations of the joint surface include not only varying degrees of subchondral lamellar mineralization, but also structural changes of the subarticular cancellous bone. Methods: In order to examine the structure of the subarticular cancellous bone, ten formalin-fixed talar trochleae were analyzed using micro CT. Sixteen measurement zones were defined and then evaluated in five layers each of 1-mm thickness, enabling assessment of the cancellous architecture extending 5mm below the trochlear surface using numerical and structural parameters. Results: As with mineralization patterns in the subchondral lamella, large variation was observed regarding bone volume, trabecular quantity, thickness, and spacing, as well as for structure model index and degree of anisotropy, depending on localization. In addition, like previous reports examining mineralization of the subchondral lamella, two distinct groups could be identified as "bicentric” or "monocentric”. Conclusions: These results show that structural tissue adaptation probably due to loading history is also evident within the subarticular cancellous bon

Zur subartikulären Knochenarchitektur der humanen Trochlea tali - eine mikrocomputertomographische Analyse

Hintergrund: Bekannt sind Areale auf der Trochlea tali mit unterschiedlicher Knorpelschichtdicke als auch mit verschiedenem Mineralisationsgrad des subchondralen Knochens, welche als Korrelat einer langwährenden loading history interpretiert werden. Als Hypothese dieser Arbeit wurde angenommen, dass sich entsprechende Anpassungen an die Beanspruchung einer Gelenksfläche nicht nur im unterschiedlichen Mineralisierungsgrad der subchondralen Lamelle nachweisen lassen, sondern auch in der Feinarchitektur der subartikulären Spongiosa zeigen. Methoden: Zur detaillierten Betrachtung der subartikulären Spongiosastruktur wurden zehn formalinfixierten Trochleae tali mittels Mikro-CT analysiert. Hierzu wurden insgesamt 16 Messfelder definiert, welche in fünf Schichten von je 1 mm Dicke ausgewertet wurden, wodurch ein Spongiosabereich bis 5 mm unterhalb der Trochleaoberfläche anhand numerischer und struktureller Parameter beurteilt werden konnte. Resultate: Analog zu den unterschiedlichen Mineralisierungsmustern in der subchondralen Lamelle konnten grosse Unterschiede in Bezug auf das Knochenvolumen, der Anzahl der Trabekel, der trabekulären Dicke sowie der Abstände der einzelnen Trabekel in der subartikulären Spongiosa in Abhängigkeit von der Lokalisation nachgewiesen werden. Ebenso konnten in Anlehnung an frühere Untersuchungen zur Mineralisation der subchondralen Lamelle zwei Gruppen als "bizentrisch" bzw. "monozentrisch" beschrieben werden. Konklusion: Die Ergebnisse zeigen, dass sich eine strukturelle gewebliche Anpassung im Sinne einer loading history auch innerhalb der subartikulären Spongiosa nachweisen lässt

Somatic mosaicism and common genetic variation contribute to the risk of very-early-onset inflammatory bowel disease

Very-early-onset inflammatory bowel disease (VEO-IBD) is a heterogeneous phenotype associated with a spectrum of rare Mendelian disorders. Here, we perform whole-exome-sequencing and genome-wide genotyping in 145 patients (median age-at-diagnosis of 3.5 years), in whom no Mendelian disorders were clinically suspected. In five patients we detect a primary immunodeficiency or enteropathy, with clinical consequences (XIAP, CYBA, SH2D1A, PCSK1). We also present a case study of a VEO-IBD patient with a mosaic de novo, pathogenic allele in CYBB. The mutation is present in ~70% of phagocytes and sufficient to result in defective bacterial handling but not life-threatening infections. Finally, we show that VEO-IBD patients have, on average, higher IBD polygenic risk scores than population controls (99 patients and 18,780 controls; P < 4 × 10-10), and replicate this finding in an independent cohort of VEO-IBD cases and controls (117 patients and 2,603 controls; P < 5 × 10-10). This discovery indicates that a polygenic component operates in VEO-IBD pathogenesis