Musklen i cerebral parese; Sarkomerlængde in vivo og mikroskopisk karakterisering af biopsier. (CPMuscleSL)

Cerebral parese (CP) er en motorisk svækkelse på grund af en hjernemisdannelse eller en hjernelæsion før 2-års alderen. Spasticitet, hypertonus i bøjemusklerne, dyskoordination og en nedsat sansemotorisk kontrol er kardinalsymptomer. Hjernelæsionen er ikke-progressiv, men lemmernes bøjemuskler vil i løbet af ungdomsårene blive relativt kortere og kortere (sammentrukket), hvilket tvinger leddene i en progressivt bøjet stilling. Dette vil forværre positionerne af allerede paretiske og funktionsfejl i arme og ben. På grund af bøjningskræfter på tværs af leddene vil der opstå knoglemisdannelser, som forværrer funktionen yderligere. I øjeblikket er den første valgbehandling brugen af ​​seler, hvilket mindsker afkortningen noget, men i sidste ende er det ofte nødvendigt med forlængelser af sener og frigivelse af aponeuroser omkring musklerne, og overførsel af håndledsbøjer til håndledsudstrækkere kan forbedre håndledspositionen. Men de langsigtede resultater er uforudsigelige - hvor meget skal musklen forlænges? Hvilke muskler skal overføres for en bedre position af håndleddet, og ved hvilken spænding? En metode til at måle sarkomerlængde in vivo er blevet udviklet. Sarkomeren, afstanden mellem to striber, er den mindste kontraktile enhed i den tværstribede muskel. Når et muskelfiberbundt under operationen gennemlyses med et lavenergilaserlys, dannes et diffraktionsmønster. Dette diffraktionsmønster afspejler sarkomerlængden og dermed et øjeblikkeligt mål for, hvordan muskelstrækningen opnås. Ved udførelse af seneforflytninger af f.eks. håndledsbøjer til håndledsudstrækkere, indstillingen af ​​spændingen af ​​overførslen er vilkårlig, og det langsigtede resultat er uforudsigeligt. Laserdiffraktionsmålinger vil give en vejledning til en præcis indstilling af spændingen. Det er kendt, at der kan være patologiske ændringer i muskler ved cerebral parese, som også vil påvirke de langsigtede resultater af seneforlængelser og -overførsler. For også at tage højde for disse ændringer, vil der under de samme operationer blive taget små muskelbiopsier. Disse vil blive undersøgt med immunhistokemiske og biokemiske teknikker, gelelektroforese samt elektronmikroskopi.

Forskningsspørgsmål:

• Er musklen i CP forskellig fra muskler fra typisk udviklede børn med hensyn til arkitektur, proteinekspression og sarkomerlængde?
• Er der forskel på ekstensorer og flexorer?
• Er de kontraktile proteiner (myosiner) mere ændrede hos børn med sværere CP, hvilket har en negativ indvirkning på udholdenheden?
• Er vækstpotentialet negativt påvirket?
• Er muskelfibrene korte og strakte, hvilket bidrager til dårlig muskelkraft?
• Er en øget mængde kollagen i musklen medvirkende til stivhed og ændringer i sarkomerlængde? De vigtigste målinger: Sarkomerlængde in vivo, muskelfiberareal, histokemisk morfometri, muskelfibertyper (immunhistokemi), kvantificering af myosiner med SDH-gelelektroforese, satellitcelledetektering, qRT-PCR og Western blotting til udforskning af genekspression.
• Ved operationer, der er planlagt i henhold til kliniske rutiner, undersøges muskler, der er nødvendige at eksponere for at kunne udføre operationen. Laserdiffraktionsmålinger udføres gennem bevægelsesområdet for tilstødende led. Muskelprøver 3x3 mm tages mindst 1 cm væk fra det sted, hvor laserdiffraktionsanordningen (Myometer) blev brugt.
• Muskelprøverne lynfryses og opbevares ved -80°C, indtil de analyseres. Ekspressionen af ​​forskellige myosin tung kæde (MyHC) isoformer vurderes ved at bruge de monoklonale antistoffer (mAb) N2.261, mAb A4.840 mod langsom MyHC I, mAb F1.652 mod embryonal MyHC og mAb NCL-MHCn mod føtal ( =neonatal) MyHC)(Tiger, Champliaud et al. 1997; Wewer, Thornell et al. 1997). Satellitceller vil blive identificeret med mAb mod N-CAM (neural celleadhæsionsmolekyle). Fibrene er typebestemt efter indholdet af MyHCs.

Betydning: Børn med cerebral parese har en motorisk svækkelse og progressive kontrakturer, som vi ofte behandler sent; når sene- og knogleoperationer er de eneste muligheder for at justere leddene. Mere information om muskelarkitektur, sammensætning og vækstpotentiale vil give mere viden om årsagerne til øgede fleksionskontrakturer hos børn med cerebral parese. Med denne viden kan der forhåbentlig udvikles nye behandlingsregimer og forbedrede kirurgiske teknikker til denne patientgruppe.