A Distrofia Muscular de Duchenne (DMD) é uma importante e severa doença músculo degenerativa causada pela mutação do gene da distrofina. Na ausência da distrofina, o sarcolema das células torna-se vulnerável devido a danos induzidos por ciclos contínuos de degeneração e regeneração. Consequentemente, a força muscular diminui e as miofibras são substituídas por tecido fibrótico. Dentre os músculos esqueléticos afetados, o diafragma, destaca-se por ser o principal músculo respiratório acometido na DMD. Similarmente a DMD humana, o modelo mdx, apesar de exibir um fenótipo suave, este apresenta um severo acometimento no músculo diafragma, assim como observado em nosso estudo prévio, aqui descritos. Entretanto, este é considerado um modelo pobre, porque ele não consegue reproduzir, o fenótipo severo observado nos pacientes. O camundongo mdx/utrn+/- (dystrophin-null heterozygous urtrophin mice) com haploinsuficiência da utrofina, tem sido hipotetizado como um modelo com um fenótipo intermediário, ganhando popularidade nos laboratórios. Porém, infelizmente, até os dias de hoje, não existe evidências fisiológicas e funcionais suficientes que justifiquem a escolha deste modelo para as terapias experimentais. Portanto, neste estudo objetivou-se esclarecer a real contribuição do camundongo mdx/utrn+/- para as terapias experimentais. Para testar esta hipótese, elegeu-se analisar a morfologia e a função muscular do músculo diafragma do mdx e mdx/utrn+/- com 2 e 6 meses de idade. Para elucidar a morfopatologia do diafragma foi utilizado microscopia de luz e análises de imunohistoquímica. A função muscular do diafragma foi analisada através da avaliação das propriedades contráteis e passivas. A forma de como executar a função muscular do diafragma foi atualizada através da criação de dois clips, os quais permitiram avaliar o músculo de forma segura. A adaptação de um novo protocolo de avaliação da função muscular mostrou-se eficaz e capaz de ser utilizada para avaliar as propriedades contráteis e passivas. Aos 2 meses de idade, as colorações de Hematoxilina e eosina, Tricômio de Masson e Alizarina vermelha revelaram que o mdx/utrn+ apresentou maior quantidade de infiltrado inflamatório, tecido conectivo e áreas de calcificação do que o mdx. Já aos 6 meses de idade, não houve diferença morfológica entre o mdx e o mdx/utrn+/-. Na análise de imunohistoquímica para eMyHC (miosina embrionária de cadeia pesada eMyHC), não foi observada diferença entre o mdx e o mdx/utrn+/-aos 2 e 6 meses de idade. Entretanto, os resultados obtidos em ambas as idades, demonstraram a presença de regeneração muscular. Na marcação da proteína distrofina e utrofina, as células inflamatórias e os tipos de fibras musculares também foram detectados por imunohistoquímicas. A marcação da proteína distrofina, mostrou-se ausente no mdx e mdx/utrn+/- com 2 e 6 meses de idade. A marcação da proteína utrofina mostrou-se mais evidente no mdx do que no mdx/utrn+/-, videnciando a haploinsuficiência nos mdx/utrn+/-. Macrófagos foram encontrados em maior quantidade no camundongo mdx/utrn+/- com 2 e 6 meses do que no mdx, mostrando que o processo de inflamação encontrou-se aumentado nos mdx/utrn+/- Neutrófilos encontraram-se aumentados no mdx/utrn+/- com 2 meses, evidenciando a fase aguda da inflamação. Entretanto nos animais de 6 meses, quantidades semelhantes de neutrófilos foram detectadas no mdx/utrn+/- e mdx. Fibras marcadas pelas isoformas MyHC- I, IIa e IIx foram detectadas em maior porcentagem no BL10 do que no mdx e mdx/utrn+/- aos 2 meses de idade, demonstrando que a diminuição destas, no mdx e mdx/utrn+/- pode colaborar para a diminuição da força nestes animais. Aos 6 meses, porcentagem similares de MyHC- I foram detectadas no BL10, mdx e mdx/utrn+/-. MyHC-IIa não foram encontradas nos animais de 6 meses. MyHC-IIx encontraram-se em maior porcentagem no BL10 do que no mdx e mdx/utrn+/- com 6 meses de idade. Baixa porcentagem de isoformas de MyHC- I/IIa foram detectadas no mdx e mdx/utrn+/- aos 2 e 6 meses de idade e encontraram-se ausentes no BL10 de mesma idade. Fibras marcadas pela isoformas MyHC-IIa/IIx apresentaram-se aumentadas no mdx e mdx/utrn+/- aos 2 e 6 meses, podendo este aumento auxiliar na manutenção da força muscular. MyHC-IIx-IIb foram detectadas em maior porcentagem no mdx, reduzidas no BL10 e ausentes no mdx/utrn+/- com 2 meses de idade. Estas não foram identificadas nos animais de 6 meses. As propriedades contráteis do camundongo mdx/utrn+/- aos 2 meses de idade apresentaram-se mais comprometidas do que no mdx. Pt (contração isométrica máxima), sPt (força específica de Pt), Po (Força tetânica máxima) e sPo (força específica de Po) exibiram-se mais afetadas no mdx/utrn+/- do que no mdx. Porém aos 6 meses de idade não houve diferença significativa de força entre o mdx/utrn+/- e o mdx. As propriedades passivas do mdx/utrn+/- com 2 meses apresentou mais acometida do que no mdx. Entretanto, aos 6 meses, esta propriedade não se diferenciou entre o mdx/utrn+/- e o mdx. Em suma, conclui-se que o mdx/utrn+/- representa um modelo superior ao mdx com 2 meses de idade, uma vez que este apresentou morfologia, propriedades contráteis e passiva mais comprometidas do que no mdx. Aos 6 meses as propriedades contráteis e passivas e morfológicas do camundongo mdx/utrn+/- não se diferenciou do mdx. Sugerimos que o uso do mdx/utrn+/- com 2 meses de idade pode potencializar os testes pré-clinicos / Duchenne Muscular Dystrophy (DMD) is an important and severe muscle wasting disease caused by a dystrophin mutation. In the absence of dystrophin, sarcolemma becomes vulnerable to damage due a damage caused by continuous cycles of degeneration regeneration. Consequently, the muscle force reduces and the myofibers are replaced by fibrotic tissue. Between the skeletal muscles, the diaphragm is main affected muscle in DMD. Similarly, to a human DMD, despite the mdx model exhibit a milder phenotype, he presents the diaphragm muscle severely affected, as it was observed in our previous study, here described. However, it is also considered a poor model because it cannot reproduce the severe dystrophic phenotype seen in patients. An utrophin heterozygous utrophin mice (mdx/utrn+/- ), has been hypothesized as an intermediate model and they are gaining popularity in many laboratories. However unfortunately there is currently, no physiological enough evidence to justify the choice of this model for experimental therapies. Therefore, in this study, we aimed to elucidate the real contribution of the mdx/utrn+/- for the experimental therapies. To test this hypothesis, we evaluated the diaphragm muscle morphology and muscle function of the mdx and mdx/utrn+/- with 2 and 6 months. To elucidate the diaphragm morphology, we used light microscopy techniques and immunostaining analysis. Muscle function was evaluated through the active and passive properties. The clamps allowed to safe evaluate the diaphragm function. The update of the new protocol was efficient and able to evaluate the active and passive properties. At 2 months, the Hematoxylin and eosin, Masson Thrichome, Alisarine red, revealed that the mdx/utrn+ showed more inflammatory infiltrate, connective tissue and more areas with calcification than mdx model. At 6 months, there was no significant differences between mdx and mdx/utrn+. In the immunohistochemical analysis for eMyHC (embryonic myosin heavy chain), there was no difference between mdx and mdx/utrn+/- at 2 and 6 months. However, the results obtained in both ages, showed muscle regeneration Marking for dystrophin and utrophin protein, inflammatory cells and fiber type were also detected by immunohistochemistry. Marking for dystrophin was absent in mdx and mdx/utrn+/- with 2 and 6 months. Marking for utrophin protein was more evident in mdx than in mdx/utrn+/- mice, evidencing the utrophin haploinsufficiency in mdx/utr+/-. Macrophages were increased in mdx/utrn+/- than in mdx mice with 2 and 6 months, showing an inflammation. Neutrophils were increased in mdx/utrn+/- at 2 month-old, evidencing the acute phase of inflammation. However, at 6 months similar amounts of neutrophil were detected in mdx and mdx/utrn+/-. Fibers marked by MyHC-I, IIa and IIx were detected in a higher percentage in BL10 than in mdx and mdx/utrn+/- at 2 months, showing that this change could collaborate with force decrease in these animals. At 6 months, similar percentage of MyHC-I was detected in BL10, mdx and mdx/utrn+/-. MyHC-IIa animals were not found at 6 months. Higher percentage of MyHC-IIx was found in BL10 than in mdx and mdx/utrn+/- with 6 months. Low percentage of MyHC- I/IIa was detected in mdx and mdx/utrn+/- at 2 and 6 months and it was absent in BL10 in the same age. Fibers marked by MyHC-IIa/IIx isoforms were increased in mdx and mdx/utrn+/- with 2 and 6 months. These changes could help to maintain the muscle force. MyHC-IIx-IIb was detected in higher percentage in mdx, reduced the BL10 and it was absent in mdx/utrn+/- with 2 months. MyHC-IIx-IIb was not identified in the animals with 6 months. Contractile properties in mdx/utrn+/- at 2 months were more affected than in mdx mice. Pt (maximal twitch force), sPt (specific twitch force), Po (maximal tetanic force) and sPo (specific tetanic force) showed more severely affected in mdx/utrn+/- than in mdx mice. At 6 months there were no significant difference in Pt, sPt, Po and sPo between mdx/utrn+/- and mdx mice. Passive properties of mdx/utrn+/- with 2 months presented more affected than the in mdx mice. However, at 6 months, this property did not differ between mdx/utrn+/- and mdx mice. In summary, we concluded that the mdx/utrn+/- at 2 month represent a superior model than the mdx with matched-age, since they presented morphology and contractile and passive properties more compromised than mdx mice. At 6 months, the mdx/utrn+/-contractile and the passive properties and morphology did not differ from the mdx mice age-matched. We suggest that the use of mdx/utrn+/- with 2 months-old would represent would represent a better model to test the potential of the therapies than mdx mice
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-06062016-153503 |
| Date | 18 March 2016 |
| Creators | Thais Borges Lessa |
| Contributors | Carlos Eduardo Ambrosio, Filomena Rosa dos Anjos, David Feder, Renato Ferretti, Maria Angélica Miglino |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Anatomia dos Animais Domésticos e Silvestres, USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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