Analysis of synovial fluid metabolic profile in patients with knee osteoarthritis using spectroscopic magnetic resonance metabolomics

Abstract

Objective: The present study aimed to evaluate the metabolic profile of synovial fluid in patients with knee osteoarthritis (KOA) and its correlation with clinical data.

Methods: We collected synovial fluid samples from the knees of 50 subjects with KOA undergoing total knee arthroplasty from October 2019 to December 2020. For each patient, we evaluated the clinical data from the medical record, the radiographic osteoarthritis grade, and the preoperative fasting blood glucose levels. The samples underwent metabolomic analysis by 1H magnetic resonance spectroscopy, and we compared the spectra using multivariate and univariate analyses.

Results: Most patients were female (66%). The subjects had an average age of 67.96 7.08 years old and an average body mass index (BMI) of 32.51 5.25 kg/m2 . Clinical and metabolic evaluations revealed that 88% of patients were hypertensive and presented higher levels of valine, arginine, and citrate than non-hypertensive subjects.

Conclusion: Metabolomic analysis of synovial fluid cannot classify osteoarthritis patients per their clinical characteristics.

Objetivo: Avaliar o perfil metabólico do líquido sinovial de pacientes com osteoartrite do joelho (OAJ) correlacionando com os dados clínicos.

Método: Coletamos amostras de líquido sinovial do joelho de 50 indivíduos com OAJ durante artroplastia total do joelho entre outubro de 2019 e dezembro de 2020. Avaliamos, para cada paciente, os dados clínicos do prontuário médico, o grau de artrose radiográfica e a glicemia de jejum pré-operatória. As amostras foram submetidas à análise metabolômica por ressonância magnética (RM) 1H, e os espectros foram comparados por meio de análises multivariadas e univariadas.

Resultado: O sexo feminino prevaleceu (66%), a média de idade foi 67,96 7,08 anos e a média do índice de massa corporal (IMC) foi de 32,51 5,25 kg/m2. Nas avaliações clínicas e metabólicas, 88% dos pacientes eram hipertensos, e encontramos maiores níveis de valina, arginina e citrato em comparação com pacientes não hipertensos.

Conclusão: A análise metabolômica do líquido sinovial não conseguiu classificar os pacientes com OA de acordo com as características clínicas.