Alterações histológicas e capacidade regenerativa do músculo esquelético de camundongos idosos - Vasconcelos, Felipe Tadeu Galante Rocha de (2024)
O músculo esquelético desempenha funções vitais como sustentação e locomoção. Lesões nesse tecido desencadeiam um processo de regeneração, envolvendo a ativação das células-tronco do músculo, conhecidas como células-satélite (CS), e uma cascata de fatores miogênicos. Modelos murinos de distrofias musculares são amplamente utilizados para estudar esse processo, devido à degeneração intrínseca às patologias que os afetam, resultando em regeneração comprometida com a progressão da doença. Além disso, modelos com lesões induzidas, como o de eletroporação muscular desenvolvido em nosso laboratório, podem ser empregados nesse contexto. Com o envelhecimento, ocorre a sarcopenia, caracterizada pela redução da massa e da força muscular. No entanto, os efeitos específicos do envelhecimento na atividade das CS e dos fatores pró-miogênicos ainda não estão completamente esclarecidos. Um achado histológico em músculos envelhecidos de camundongos machos são os agregados tubulares (AT), provavelmente decorrentes de processos de agregação proteica cumulativa ao longo da vida. O mesmo tipo de estrutura foi observada em músculos humanos saudáveis e com miopatias. Os mecanismos associados à formação dos AT e os impactos funcionais da sua presença no músculo ainda são mal compreendidos. Considerando que modelos animais podem ser ferramentas importantes no estudo de processos biológicos relevantes tanto em condições fisiológicas quanto patológicas, a investigação dos AT e das CS em camundongos jovens e velhos pode proporcionar perspectivas translacionais significativas para a saúde humana. Assim, esta tese está centrada em duas perguntas biológicas fundamentais investigadas em modelos murinos: Qual é o efeito da regeneração nos AT? Como a capacidade regenerativa dos músculos velhos é comprometida? Objetivos: (1) Identificar e quantificar as CS e AT em animais idosos de linhagens murinas selvagem (C57BL/6J) e distrófica (DMDmdx), além do modelo de lesão aguda induzida por eletroporação; (2) Quantificar as fibras musculares positivas para miosina de desenvolvimento de cadeia pesada (dMyHC) nesses mesmos três modelos, para determinar a extensão da regeneração muscular; (3) Investigar o efeito dos AT na lesão muscular por meio de testes funcionais de força, movimento, resistência e equilíbrio, utilizando o modelo C57BL/6J; (4) Avaliar a eficiência da regeneração muscular em animais velhos das linhagens selvagem C57BL/6J, distróficas DMDmdx e Largemyd, além do modelo eletroporado. A investigação dos AT foi realizada por coloração histológica Gomori tricromo modificada e quantificação manual a partir de imagens obtidas por microscopia óptica. Para analisar a regeneração muscular, foram realizadas reações de imunofluorescência com anticorpos primários para dMyHC, que identifica fibras recém-regeneradas, e PAX7 e KI67, que identificam CS totais e ativadas, respectivamente. Os testes utilizados para avaliação física dos animais foram: grip strength, barra duas patas, barra quatro patas, Rotarod, além da avaliação global de movimentação com um actímetro. RESULTADOS: A frequência de fibras que contêm AT foi maior nos camundongos idosos C57BL/6J (26 ± 8,3%) que nos distróficos DMDmdx (2,4 ± 2%). Já entre os eletroporados, observou-se uma redução na proporção de fibras com AT após 5 e 30 dias pós-eletroporação (dpe). No entanto, não houve diferença significativa na força ou resistência entre os animais normais e aqueles com 30 dpe, exceto pelas medições feitas pelo dispositivo actímetro, que indicaram os piores resultados de desempenho no segundo grupo. O músculo velho normal com lesão aguda conseguiu regenerar e formar fibras dMyHC positivas, principalmente aos 5 dpe (0,1 vs. 16,5%). As CS totais nos músculos eletroporados diminuíram em 5 dpe e aumentaram nos outros tempos de regeneração em relação aos animais não eletroporados, enquanto as CS ativadas estavam significativamente mais altas em 5 dpe quando comparadas ao tempo zero (28,8 vs 6,2%). Observamos que a proporção de CS totais foi maior nos C57BL/6J velhos que nos jovens (7,43 vs 3,64%), mas com menor proporção ativada (6,21 vs 9,74%), porém nenhuma dessas diferenças foi significativa. Verificamos que os animais distróficos velhos apresentaram menos de 1% de fibras em regeneração (positivas para dMyHC) e o mesmo ocorreu com os normais idosos. Além disso, tivemos como resultado interessante também a observação de uma marcação parcial de dMyHC em fibras de C57BL/6J em 5 dpe e 15 dpe, diferente do usual (marcação do citoplasma por completo). Os AT aparecem nos músculos de camundongos normais ao longo do envelhecimento, com uma redução em seu número em decorrência de lesão muscular tanto aguda quanto crônica, provavelmente pela substituição de fibras altamente danificadas por novas fibras, que parecem não melhorar a capacidade funcional do músculo em camundongos idosos. O músculo de animais velhos normais ainda retém a reserva de CS e a capacidade de ativá-las, seja para reparar as fibras lesionadas ou para formar novas. Apesar da capacidade semelhante de retenção e ativação das CS, o músculo dos animais velhos distróficos apresenta deficiência na regeneração de modo que não são identificadas fibras regenerando da mesma forma que nos camundongos jovens.