Novas Perspectivas sobre Miopatias por Corpúsculos de Inclusão
Pesquisa revela mecanismos complexos na miosite por corpo de inclusão e destaca diferenças de sexo.
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Índice
- Disfunção Mitocondrial na MCI
- Analisando os Mecanismos da Doença
- Seleção de Pacientes e Design do Estudo
- Sequenciamento de RNA e Análise de Dados
- Análise de Proteínas
- Alterações na Mitofagia
- Correlação com a Gravidade da Doença
- Ciclo Vicioso de Inflamação e Disfunção Mitocondrial
- Diferenças de Sexo na MCI
- Pensamentos Finais
- Fonte original
- Ligações de referência
A miosite por corpos de inclusão (MCI) é uma doença muscular que afeta principalmente adultos. Atualmente, não existe tratamento para essa condição. A principal característica da MCI é a Fraqueza Muscular constante que piora com o tempo, fazendo com que muitos pacientes precisem de uma cadeira de rodas para se locomover à medida que a doença avança. Essa condição também reduz a expectativa de vida e pode causar outros problemas de saúde.
As causas exatas da MCI não são bem compreendidas, o que dificulta o desenvolvimento de tratamentos eficazes. A MCI é classificada como uma miosite inflamatória idiopática (MII), principalmente com base em alterações específicas encontradas em amostras de tecido muscular. Essas alterações incluem Inflamação no tecido ao redor das fibras musculares e a presença de certas células imunes que atacam o tecido muscular.
A MCI é diferente de outras formas de MII porque normalmente afeta pessoas mais velhas, é mais comum em homens do que em mulheres, e não responde a medicamentos que suprimem ou modificam o sistema imunológico. Junto com a inflamação, a MCI apresenta um acúmulo de várias proteínas, que incluem peptídeos de amiloide-β e outras substâncias nocivas nas células musculares. Essas características são parecidas com as encontradas em outras doenças relacionadas à idade, como Alzheimer e Parkinson, levando alguns especialistas a considerarem a MCI como uma condição degenerativa também.
Disfunção Mitocondrial na MCI
As Mitocôndrias são estruturas que produzem energia dentro das células. Em quase todas as biópsias musculares de pacientes com MCI, foram observados sinais de problemas nas mitocôndrias. Por exemplo, muitas vezes há um aumento nas fibras musculares que não têm citocromo c oxidase (CCO), uma enzima essencial no processo de produção de energia. Além disso, frequentemente há várias mutações no DNA mitocondrial dentro do tecido muscular.
Embora tanto a disfunção mitocondrial quanto a inflamação sejam vistas na MCI, o papel de um processo chamado mitofagia (a remoção de mitocôndrias danificadas) na MCI ainda não foi totalmente estabelecido. A mitofagia geralmente é desencadeada por proteínas específicas que ajudam a identificar mitocôndrias danificadas para remoção. Isso envolve uma relação complexa entre várias proteínas que sinalizam quando e como degradar mitocôndrias danificadas.
Analisando os Mecanismos da Doença
Para entender melhor os mecanismos subjacentes da MCI, os pesquisadores costumam usar abordagens de biologia de sistemas. Isso inclui a transcriptômica, onde o conjunto completo de RNA das amostras musculares é analisado para avaliar a atividade gênica. Estudos em amostras musculares de pacientes com MCI geralmente destacam genes relacionados à inflamação, o que torna desafiador explorar outros caminhos importantes que possam ajudar a explicar a doença.
Um aspecto importante que ainda não foi adequadamente abordado é como pacientes do sexo masculino e feminino podem apresentar diferenças nos mecanismos da doença, apesar de os homens serem mais frequentemente afetados e muitas vezes terem sintomas piores.
Seleção de Pacientes e Design do Estudo
Ao conduzir um estudo sobre MCI, os pesquisadores coletaram dados de registros médicos para identificar pacientes com a doença e um grupo controle sem distúrbios musculares. Os pacientes foram selecionados se atendessem aos critérios diagnósticos estabelecidos para MCI e não tivessem outros problemas musculares significativos. Os dois grupos foram pareados com base na idade e sexo. A duração da doença foi anotada, junto com uma pontuação de um teste manual de força muscular que avaliou a força muscular geral.
Biópsias musculares foram feitas nos pacientes para análise. As amostras foram então congeladas e preparadas para vários tipos de análise, incluindo extração de RNA para sequenciamento e análise de proteínas.
Sequenciamento de RNA e Análise de Dados
Para analisar o RNA no tecido muscular, os pesquisadores usaram um processo específico de extração e técnicas de sequenciamento. A qualidade do RNA foi avaliada, e esses dados foram usados para procurar diferenças entre os pacientes com MCI e os sujeitos controle.
A análise revelou milhares de genes diferencialmente expressos, com uma upregulação significativa de genes inflamatórios nos pacientes com MCI. Muitos desses genes estão relacionados a respostas imunes e inflamação. No entanto, ao procurar diferenças específicas de sexo na expressão gênica, padrões distintos emergiram para pacientes masculinos e femininos, indicando que os homens podem experimentar manifestações mais severas da doença.
Análise de Proteínas
Junto com a análise de RNA, os níveis de proteínas nas amostras musculares foram medidos usando métodos como Western blotting. Esse processo ajudou a identificar a presença de proteínas específicas associadas ao Inflamassoma NLRP3, que é central nas respostas inflamatórias. Níveis aumentados desse complexo proteico foram observados nas amostras de MCI em comparação aos controles. A imuno-histoquímica, uma técnica para visualizar proteínas específicas em seções de tecido, mostrou uma atividade elevada da proteína NLRP3 em fibras musculares e células imunes próximas.
Alterações na Mitofagia
Uma descoberta importante foi a alteração da mitofagia nos tecidos musculares de pacientes com MCI. Os níveis de um marcador específico conhecido como p-S65-Ub, que indica o início da mitofagia, estavam significativamente mais altos no grupo de MCI em comparação aos controles saudáveis. Isso sugere que, enquanto mitocôndrias danificadas podem se acumular, os processos para sua degradação também podem estar comprometidos.
Estudos adicionais dentro das fibras musculares descobriram que fibras do tipo 2 (que são de contração rápida e contêm menos mitocôndrias) apresentaram alterações mais substanciais na mitofagia em comparação às fibras do tipo 1. Isso sugere que certas fibras musculares podem ser mais suscetíveis aos efeitos da MCI, especialmente em relação à função mitocondrial.
Correlação com a Gravidade da Doença
Os pesquisadores investigaram se os níveis de certas proteínas estavam correlacionados com a duração da doença ou a gravidade da fraqueza muscular, conforme avaliado pelas pontuações dos testes musculares. Os achados indicaram uma correlação moderada entre os níveis do inflamassoma NLRP3 e a fraqueza muscular em pacientes masculinos, mas não em femininos. Isso sugere que a ativação do NLRP3 pode estar mais fortemente ligada a problemas de função muscular nos homens.
Ciclo Vicioso de Inflamação e Disfunção Mitocondrial
O estudo sugere uma relação cíclica entre a ativação do inflamassoma NLRP3 e a disfunção mitocondrial na MCI. As mitocôndrias liberam moléculas que podem desencadear inflamação, e normalmente, mitocôndrias danificadas são eliminadas através da mitofagia. No entanto, na MCI, esse processo parece estar interrompido, perpetuando a inflamação e causando mais danos mitocondriais. Esse ciclo pode contribuir para a fraqueza muscular contínua experimentada pelos pacientes.
Diferenças de Sexo na MCI
O estudo destacou diferenças notáveis com base no sexo. Os homens eram mais propensos a apresentar sintomas severos e diferentes expressões gênicas subjacentes em comparação às mulheres. Enquanto certos caminhos nas mulheres pareceram protetores, os homens mostraram expressões gênicas que podem promover a progressão da doença. Por exemplo, caminhos relacionados à resposta ao estresse estavam mais ativos nas mulheres.
Essas diferenças sugerem que as respostas biológicas à MCI podem variar significativamente entre os gêneros, potencialmente impactando o curso da doença e a eficácia de tratamentos futuros.
Pensamentos Finais
Essa pesquisa oferece uma visão sobre os complexos mecanismos subjacentes à miosite por corpos de inclusão. Ela destaca a importância de entender tanto os processos inflamatórios quanto a saúde mitocondrial nessa doença. Mais estudos são necessários para explorar esses caminhos e seu potencial como alvos terapêuticos.
Os resultados podem abrir caminhos para novos tratamentos que abordem essas questões interligadas de inflamação e disfunção mitocondrial, que podem, em última análise, melhorar os resultados para os indivíduos que sofrem de MCI. Compreender as diferenças entre pacientes do sexo masculino e feminino também pode levar a abordagens mais personalizadas no tratamento e manejo dessa condição desafiadora.
Título: NLRP3 inflammasome activation and altered mitophagy are key pathways in inclusion body myositis
Resumo: BackgroundInclusion body myositis (IBM) is the most prevalent muscle disease in adults for which no current treatment exists. The pathogenesis of IBM remains poorly defined. Inflammation and mitochondrial dysfunction are the most common histopathological findings. In this study, we aimed to explore the interplay between inflammation and mitochondrial dysfunction in IBM patients, highlighting sex differences. MethodsWe included 38 IBM patients and 22 age- and sex-matched controls without myopathy. Bulk RNA sequencing, Meso Scale Discovery ELISA, western blotting, histochemistry and immunohistochemistry were performed on frozen muscle samples from the study participants. ResultsWe demonstrated activation of the NLRP3 inflammasome in IBM muscle samples, with the NLRP3 inflammasome pathway being the most upregulated. On muscle histopathology, there is increased NRLP3 immunoreactivity in both inflammatory cells and muscle fibers. Mitophagy is critical for removing damaged mitochondria and preventing the formation of a vicious cycle of mitochondrial dysfunction--NLRP3 activation. In the IBM muscle samples, we showed altered mitophagy, most significantly in males, with elevated levels of p-S65-Ubiquitin, a mitophagy marker. Furthermore, p-S65-Ubiquitin aggregates accumulated in muscle fibers that were mostly type 2 and devoid of cytochrome-c-oxidase reactivity. Type 2 muscle fibers are known to be more prone to mitochondrial dysfunction. NLRP3 RNA levels correlated with p-S65-Ubiquitin levels in both sexes but with loss of in muscle strength only in males. Finally, we identified sex-specific molecular pathways in IBM, with females having activation of pathways that could offset some of the pathomechanisms of IBM. ConclusionsNLRP3 inflammasome is activated in IBM, along with altered mitophagy particularly in males, which is of potential therapeutic significance. These findings suggest sex-specific mechanisms in IBM that warrant further investigation.
Autores: Elie Naddaf, T. K. O. Nguyen, J. O. Watzlawik, H. Gao, X. Hou, F. C. Fiesel, J. Mandrekar, E. F. Kokesh, W. S. Harmsen, I. R. Lanza, W. Springer, E. Trushina
Última atualização: 2024-06-16 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.06.15.24308845
Fonte PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.06.15.24308845.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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