Sval při dětské mozkové obrně; Délka sarkomer in vivo a mikroskopická charakterizace biopsií. (CPMuscleSL)

Dětská mozková obrna (DMO) je motorické postižení způsobené malformací mozku nebo mozkovou lézí před dosažením dvou let věku. Kardinálními příznaky jsou spasticita, hypertonus ve flexorech, dyskoordinace a narušená senzomotorická kontrola. Mozková léze není progresivní, ale flexorové svaly končetin se během dospívání relativně zkracují a zkracují (stahují se), což nutí klouby do progresivně flektované polohy. Tím se zhorší pozice již tak paretických a špatně fungujících rukou a nohou. Vlivem ohybových sil napříč klouby dojde ke kostním malformacím, které funkci ještě zhorší. V současné době je počáteční léčbou volby použití rovnátek, které zkrácení poněkud zmenšují, ale nakonec je často zapotřebí prodloužení šlach a uvolnění aponeuróz kolem svalů a přesuny flexorů zápěstí na extenzory zápěstí mohou zlepšit pozici zápěstí. Ale dlouhodobé výsledky jsou nepředvídatelné – jak moc je potřeba sval prodloužit? Jaké svaly přenášet pro lepší postavení zápěstí a při jakém napětí? Byl vyvinut způsob měření délky sarkomer in vivo. Sarkomera, vzdálenost mezi dvěma pruhy, je nejmenší kontraktilní jednotka v pruhovaném svalu. Když je během operace svazek svalových vláken prosvětlen nízkoenergetickým laserovým světlem, vytvoří se difrakční obrazec. Tento difrakční obrazec odráží délku sarkomery, a tím okamžitou míru toho, jak je dosaženo protažení svalu. Při provádění přesunů šlach např. flexorů zápěstí na extenzory zápěstí, nastavení napětí transferu je libovolné a dlouhodobý výsledek je nepředvídatelný. Laserová difrakční měření poskytnou vodítko k přesnému nastavení napětí. Je známo, že u mozkové obrny může docházet k patologickým změnám ve svalu, které také ovlivní dlouhodobé výsledky prodloužení a přesunů šlach. Aby byly tyto změny také zohledněny, budou během stejných operací odebírány malé svalové biopsie. Ty budou zkoumány imunohistochemickými a biochemickými technikami, gelovou elektroforézou a také elektronovou mikroskopií.

Výzkumné otázky:

• Liší se sval v CP od svalu typicky vyvinutých dětí, pokud jde o architekturu, expresi proteinů a délku sarkomer?
• Existuje rozdíl mezi extenzory a flexory?
• Jsou kontraktilní proteiny (myosiny) více změněny u dětí s těžší CP s negativním dopadem na vytrvalost?
• Je růstový potenciál negativně ovlivněn?
• Jsou svalová vlákna krátká a natažená, což přispívá ke špatné svalové síle?
• Přispívá zvýšené množství kolagenu ve svalu ke ztuhlosti a změnám délky sarkomer? Nejdůležitější měření: Délka sarkomer in vivo, plocha svalových vláken, histochemická morfometrie, typy svalových vláken (imunohistochemie), kvantifikace myozinů pomocí SDH gelové elektroforézy, satelitní detekce buněk, qRT-PCR a Western blotting ke zkoumání genové exprese.
• Během operací, které jsou plánovány podle klinických zvyklostí, se vyšetřují svaly, které je nutné obnažit, aby bylo možné operaci provést. Laserová difrakční měření se provádějí v rozsahu pohybu sousedních kloubů. Svalové vzorky 3x3 mm se odebírají alespoň 1 cm od místa, kde bylo použito laserové difrakční zařízení (Myometer).
• Svalové vzorky se rychle zmrazí a skladují při -80 °C až do analýzy. Exprese různých izoforem těžkého řetězce myosinu (MyHC) se hodnotí pomocí monoklonálních protilátek (mAb) N2.261, mAb A4.840 proti pomalému MyHC I, mAb F1.652 proti embryonálnímu MyHC a mAb NCL-MHCn proti fetálnímu ( = neonatální) MyHC) (Tiger, Champliaud a kol. 1997; Wewer, Thornell a kol. 1997). Satelitní buňky budou identifikovány pomocí mAb proti N-CAM (adhezní molekula nervových buněk). Vlákna jsou typována podle obsahu MyHCs.

Význam: Děti s dětskou mozkovou obrnou mají motorické postižení a progredující kontraktury, které často léčíme pozdě; kdy operace šlach a kostí jsou jedinou možností, jak klouby vyrovnat. Více informací o svalové architektuře, skladbě a růstovém potenciálu poskytne více poznatků o důvodech zvyšujících se flekčních kontraktur u dětí s dětskou mozkovou obrnou. S těmito znalostmi lze doufejme vyvinout nové léčebné režimy a zlepšené chirurgické techniky pro tuto skupinu pacientů.