Papel dos fatores de crescimento e diferenciação (GDF) 8, 11 e 15 na perda muscular em modelo de artrite experimental - Bartikoski, Bárbara Jonson (2021)
Introdução: A artrite reumatoide (AR) é uma doença inflamatória autoimune, a qual acomete primordialmente as articulações sinoviais periféricas. Além disso, os pacientes com AR também apresentam manifestações extra-articulares, como a perda de massa muscular. Os componentes da superfamília do fator de crescimento transformador beta (TGF-β) apresentam função importante na modulação da massa muscular como os fatores de crescimento e diferenciação (GDFs). Os fatores de crescimento e diferenciação 8 e 11 (GDF-8, GDF-11) já foram reportados como reguladores negativos da massa muscular por diversos mecanismos, como por exemplo, a indução de GDF-15, levando à alteração do apetite e da homeostase energética. Objetivo: Avaliar os níveis séricos e musculares da expressão gênica e proteica de GDF-8, GDF-11 e GDF-15 durante o desenvolvimento da artrite induzida por colágeno (CIA) e sua associação com o declínio físico. Métodos: Camundongos DBA1/J, machos, com 8-12 semanas de idade, foram randomizados em 5 grupos experimentais: animais saudáveis (BL n=6); animais controle avaliados nos dias 25 e 50 (CO 25 = 8, CO 50 = 8); animais com artrite induzida por colágeno avaliados nos dias 25 e 50 (CIA 25 = 8; CIA 50 = 8). Durante todo o período experimental do modelo de CIA foram avaliados 3 vezes por semana: escore clínico, edema das patas e peso corporal. Força de preensão, nocicepção, tempo de fadiga e velocidade de marcha foram avaliados nos 5 grupos experimentais nos dias 0, 18, 25, 50 de experimentação. O músculo TA foi usado para medir a área da seção transversal da miofibra (CSA) e o músculo GA foi utilizado para avaliar a expressão gênica de GDF-8, GDF-11 e GDF-15 via reação de polimerase reversa quantitativa em tempo real (qRT-PCR). A expressão da proteica de GDF-8, GDF-11 no soro e no músculo GA foi realizada por meio de Enzima-Ligado de imunoabsorção (ELISA). Os testes estatísticos utilizados foram: ANOVA de duas vias seguido por teste de Bonferroni, ANOVA de uma via seguido por teste de Bonferroni, teste de equação de estimativa generalizada (GEE) seguido de Bonferroni, teste U de Mann Whitney, teste de Kruskall Wallis seguido por teste de Dunn, teste de modelo linear misto (LMM). Os resultados foram considerados significativos quando p<0.05. Resultados: O desenvolvimento da AR nos grupos CIA inicial e CIA estabelecido foi confirmado por valores significativamente altos de escore clínico, nocicepção, edema da pata e escore histológico 6 quando comparado com os respectivos controles (p<0,0001; p=0,001; p= 0,001, respectivamente). Houve diminuição de força de preensão no grupo CIA 25 e CIA 50, em comparação com os controles CO 25 e CO 50 (p= 0,0021, p=0,007, respectivamente). O tempo de fadiga foi menor em CIA 25 e CIA 50 comparado aos controles (p = 0,002, p= 0,006, respectivamente). A velocidade de marcha apresentou diminuição em CIA 25 comparado ao CO 25 (p=0,001) e em CIA 50 comparado ao CO 50 (p=0,000). O peso dos músculos GA e TA apresentaram diminuição apenas no modelo CIA 50 (-34,77% e -42,74% respectivamente); após normalização pelo peso corporal, apenas o músculo GA apresentou redução significativa no grupo CIA estabelecido quando comparado ao CO 50 (-34,5 %). A área da miofibra do músculo TA apresentou redução de 14,04% no grupo CIA 50 em comparação com o CO 50 (p=0,026). Não houve alterações em relação ao peso corporal. O nível de mRNA de GDF-15 não diferiu entre os grupos. A análise de GDF-11 revelou aumento dos níveis de mRNA no músculo GA do grupo CIA 25 em comparação com o CO 25 e com grupo BL (p=0,004; p = 0,0087, respectivamente); em CIA 50, houve uma tendência de aumento dos níveis de mRNA de GDF-11em relação ao CO 50 (p=0,07). No músculo GA, a expressão proteica de GDF-11 apresentou diferenças entre o grupo CIA 25 e CO 25 (p=0,002) e nos grupos CIA 50 e CO 50 (p=0,017), porém, a expressão proteica de GDF-11 no soro dos animais não apresentou diferenças entre os grupos analisados. A expressão gênica de GDF-8 apresentou diminuição no musculo GA do grupo CIA 50 em comparação ao CO 50 e apresentou diferenças entre dos grupos CIA 25 e CIA 50 (p= 0,010; p= 0,0369, respectivamente); O músculo GA teve uma expressão proteica diminuída de GDF-8 entre os grupos CIA 25 e CIA 50 (p = 0,001) e, no soro os níveis proteicos de GDF-8 apresentaram diminuição em CIA 50 em comparação com o CO 50 (p = 0,037). A baixa força muscular foi associada a maiores níveis de proteína GDF-11 no músculo GA (r = -0,64; p = 0,01) e diminuição da velocidade de marcha (r = -0,534; p = 0,04). Níveis séricos mais elevados de GDF-8 foram associados a maior força muscular (r = 0,74; p = 0,02) e aumento da velocidade de caminhada (r = 0,64; p = 0,01). Conclusões: No presente estudo, foi observado o declínio da função física em estágios iniciais da artrite experimental antes de se identificar atrofia muscular, e o aumento de GDF-11 no músculo está associado à piora da função, enquanto que há diminuição de GDF- 8 no soro de animais CIA 50 e aumento dos 7 níveis proteicos de GDF-8 no músculo de animais CIA ao longo do tempo, o que pode significar um papel mais sistêmico do GDF-8 no modelo da CIA. Tomando nossos resultados em conjunto, sugere-se que a família TGF-β, especialmente GDF-8 e 11, podem estar envolvidos na perda de massa, força e função do músculo esquelético em modelo experimental de AR.