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Mudanças Metabólicas na Miomatose de Corpos Inclusos

Pesquisas mostram mudanças metabólicas importantes em pacientes com miosite por corpos de inclusão.

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A miopatía por corpos de inclusão (IBM) é uma doença muscular que afeta principalmente adultos mais velhos. Essa condição leva a uma perda gradual da força muscular, o que pode resultar na incapacidade de se mover ou realizar atividades do dia a dia. Entender a IBM é importante porque é a doença muscular mais comum entre pessoas mais velhas.

O que acontece na IBM?

Os Músculos esqueléticos, que são importantes para o movimento, também consomem muita energia e são essenciais para como o corpo processa nutrientes. Ao estudar Doenças musculares como a IBM, os cientistas geralmente analisam o metabolismo muscular, mas enfrentam desafios porque as amostras de pacientes são difíceis de obter. A IBM está relacionada ao envelhecimento, Inflamação crônica e problemas com as fontes de energia das células chamadas mitocôndrias. Isso faz dela uma boa candidata para esses tipos de estudos.

Resultados da pesquisa

Apesar de sua prevalência, não muitos estudos focaram nas mudanças metabólicas na IBM. Um estudo notável examinou amostras de 14 pacientes com IBM e descobriu que certos processos Metabólicos foram significativamente afetados. Áreas chave de interesse incluíram a produção de histamina, metabolismo de açúcares e outros processos relacionados à energia.

Outro estudo analisou 94 metabolitos diferentes no sangue de 6 pacientes com IBM em comparação com indivíduos com outras doenças neuromusculares. Pacientes com IBM compartilharam cerca de 39% dos metabolitos alterados com uma condição semelhante ligada a problemas mitocondriais. Em um terceiro estudo, pesquisadores analisaram amostras de urina e músculo e encontraram mudanças significativas nos níveis de certos ácidos orgânicos e nucleotídeos, indicando mudanças metabólicas nesses pacientes.

Biomarcadores-chave e observações clínicas

Nossa pesquisa, que incluiu 38 pacientes com IBM, revelou descobertas notáveis sobre inflamação e função mitocondrial, especialmente em pacientes masculinos. Nos homens, um marcador específico relacionado à saúde mitocondrial estava significativamente elevado em comparação com as mulheres, onde as mudanças foram mínimas.

Exame histopatológico mostrou um acúmulo desse marcador em tipos específicos de fibras musculares, que já são conhecidas por sofrerem com disfunção mitocondrial. Isso indica que o tipo de fibras musculares afetadas na IBM pode contribuir para diferenças na função metabólica e uso de energia.

Desenho do estudo e detalhes dos pacientes

No nosso estudo, incluímos 37 pacientes com IBM e 22 controles de idade e sexo semelhantes que não tinham doenças musculares. Os pacientes atenderam a critérios diagnósticos específicos, garantindo que tivessem um caso confirmado de IBM. As Biópsias musculares foram realizadas por razões clínicas antes de serem usadas na nossa pesquisa.

Os dados clínicos coletados incluíram idade, sexo, duração da doença e pontuações de testes de força muscular. Esses testes avaliam o quão bem os pacientes podem realizar vários movimentos, ajudando a medir o impacto da doença em suas vidas diárias.

Métodos usados no estudo

Usamos diferentes técnicas para analisar as amostras musculares. A metabolômica não direcionada nos permitiu identificar uma ampla gama de metabolitos, enquanto abordagens direcionadas focaram em áreas-chave relacionadas à produção de energia e metabolismo.

Ao extrair metabolitos das amostras musculares e analisá-los com equipamentos avançados, conseguimos mapear as mudanças no metabolismo que ocorrem na IBM. Isso envolveu olhar para ciclos específicos importantes para a produção de energia, assim como a degradação e produção de vários compostos essenciais para a saúde muscular.

Resultados sobre alterações nos metabolitos

Nossos resultados mostraram diferenças significativas nos perfis metabólicos entre pacientes com IBM e controles saudáveis. Especificamente, notamos mudanças em compostos relacionados às vias de produção de energia. Muitos metabolitos associados ao ciclo do ácido tricarboxílico (TCA), que é crucial para o metabolismo energético, foram encontrados em níveis mais altos entre os pacientes com IBM. No entanto, não vimos mudanças em outros marcadores energéticos como o lactato.

Curiosamente, houve uma mudança da glicólise, um processo que degrada açúcares para energia, em direção à via do fosfato de pentose (PPP), que gera moléculas importantes para combater estresse oxidativo e produzir nucleotídeos.

Impacto do sexo no metabolismo

A análise revelou diferenças no metabolismo entre homens e mulheres. Os homens mostraram uma diminuição em acilcarnitinas de cadeia curta, que são importantes para o metabolismo energético. Em contraste, as mulheres tiveram mudanças metabólicas diferentes. A descoberta sugere que podem existir respostas específicas de gênero à doença, destacando a complexidade de como a IBM afeta indivíduos com base no sexo.

Correlações com parâmetros clínicos

Examinamos como as mudanças nos níveis de metabolitos estavam relacionadas a medidas clínicas como força muscular. Certos metabolitos correlacionaram positivamente com força muscular, significando que níveis mais altos desses compostos estavam ligados a uma melhor função muscular. Por exemplo, a cisteína, um composto importante para defesa antioxidante, mostrou uma forte correlação positiva com a força muscular nos homens.

Além disso, houve correlações entre níveis de metabolitos e medidas de incapacidade. Os achados sugerem que as mudanças metabólicas na IBM podem desempenhar um papel em quão severamente a doença afeta a função e a qualidade de vida.

Análise integrada de RNA e metabolitos

Ao combinar nossos dados metabólicos com informações de expressão gênica do mesmo grupo de pacientes, identificamos módulos interconectados de genes e metabolitos. Essa integração nos permitiu explorar como mudanças no nível molecular podem estar relacionadas às características clínicas da IBM.

Descobrimos que certos módulos correlacionaram significativamente com medidas de força muscular e outros parâmetros clínicos. Isso destaca as interações complexas entre metabolismo e expressão gênica no contexto da IBM.

Implicações mais amplas

O estudo destaca mudanças metabólicas importantes na IBM, com foco específico na produção de energia e na capacidade do corpo de lidar com estresse oxidativo. Compreender essas mudanças é crucial para desenvolver potenciais tratamentos ou intervenções que possam melhorar a qualidade de vida das pessoas afetadas por essa condição.

Direções futuras para pesquisa

Mais pesquisas são necessárias para aprofundar como as mudanças metabólicas detectadas influenciam a progressão da IBM. Estudos longitudinais poderiam fornecer insights sobre como o metabolismo muda ao longo do tempo, levando a uma melhor compreensão do desenvolvimento da doença e oferecendo pistas para futuras terapias.

Investigar as vias metabólicas únicas envolvidas em homens e mulheres separadamente poderia esclarecer ainda mais como o gênero afeta a doença, permitindo abordagens mais personalizadas para tratamento e manejo.

Conclusão

A miopatía por corpos de inclusão representa uma complexa interação entre envelhecimento, inflamação e disfunção metabólica. Ao focar em metabolitos e suas mudanças, essa pesquisa contribui para um campo em crescimento que busca entender melhor as doenças musculares. Esperamos que estudos futuros levem a novas estratégias para diagnosticar e tratar pacientes que sofrem de IBM.

Fonte original

Título: Mitochondria-centered metabolomic map of inclusion body myositis: sex-specific alterations in central carbon metabolism

Resumo: BackgroundInclusion body myositis (IBM) is a disease of aging characterized by progressive muscle loss. Despite its positioning at the intersection of aging, mitochondrial dysfunction and chronic inflammation, limited studies have evaluated the underlying metabolic disturbances in IBM. ObjectiveTo investigate the mitochondria-centered metabolomic map of IBM in muscle tissue, highlighting sex-specific differences, and to determine the correlation of the changes in metabolites and gene expression with clinical parameters. Methods37 IBM patients and 22 controls without a myopathy were included. All participants had bulk RNA sequencing performed previously. Clinical parameters included age at biopsy, disease duration, manual motor test (MMT) score, and modified Rankin scale (MRS). A complementary battery of metabolomics platforms was used, including untargeted metabolomics, Agilent dMRM Database and Method platform, and targeted metabolomics. Metabolite levels and RNA-metabolomics integrated modules were correlated with clinical parameters. ResultsMuscle samples from IBM patients had elevated TCA cycle intermediates with concomitant increase in anaplerotic amino acids, suggesting increased anaplerosis into the cycle. There was a decrease in upper glycolysis intermediates and an increase in most of the pentose phosphate pathway (PPP) metabolites. The PPP is the main source of NAPDH, a main antioxidant, and ribose-5-P a precursor of nucleic acids. There were marked sex-specific differences in the acylcarnitine profile, with a decrease in short-chain acylcarnitines only in males. Lastly, there was an increase in nucleic acid bases and a decrease in nucleotides. Several metabolites from various pathways had significant correlations with various clinical parameters, with the most pronounced sex-specific differences observed in correlations with acylcarnitines. RNA-metabolomics integration identified 4 modules, with the strongest correlation observed between one module and sex. The MMT score, an indicator of disease severity, showed a strong correlation with 3 modules. There were major sex specific differences with males having relatively similar correlation to the grouped (both sexes) analysis, while females had no significant correlation with any of the modules. ConclusionTaken together, our findings identified clinically significant alterations in central carbon metabolism in IBM, with major differences between males and females. Future studies are needed to determine the role of the detected metabolic alterations in IBM pathogenesis and track the changes longitudinally over the disease course.

Autores: Elie Naddaf, Ibrahim Shammas, Surendra Dasari, Xuan-Mai T. Petterson, Eugenia Trushina, Ian R. Lanza

Última atualização: 2024-09-30 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.29.615665

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.29.615665.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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