Mecanismos celulares implicados en la patología muscular

La lesión por distensión del músculo esquelético es una de las lesiones deportivas más comunes, que es causada por una tensión de tensión excesiva del músculo y afecta la región donde los fascículos musculares se insertan en el tejido conectivo (aponeurosis). No se trata, por tanto, de una lesión que afecta únicamente al músculo esquelético, sino a la interfase músculo esquelético-aponeurosis. Haber sufrido una lesión por distensión aumenta sustancialmente el riesgo de volver a lesionarse, cambia la biomecánica del músculo involucrado y conduce a una aponeurosis significativamente agrandada. Recientemente, los investigadores han descubierto la acumulación de grasa ectópica en el espacio intrafascicular y dentro de las miofibrillas. La acumulación de grasa ectópica en el músculo esquelético es un estado degenerativo y se ha descrito principalmente para lesiones del manguito de los rotadores, donde se asocia con peores puntajes funcionales del hombro. Al mismo tiempo, los investigadores han observado una alta celularidad en la aponeurosis muscular patológica después de lesiones por distensión, pero no se sabe qué tipos de células son estas células. Por lo tanto, parece probable que al menos algunas de las células sean progenitores fibroadipogénicos (FAP), que contribuyen a la acumulación de grasa en los músculos lesionados por tensión y que la acumulación de grasa podría ser un factor que contribuya al alto riesgo de lesiones recurrentes, así como a otros problemas médicos, como el dolor y la función disminuida, a menudo se describen mucho tiempo después de una lesión por distensión.

Otra lesión común de la parte inferior de la pierna es la ruptura total del tendón de Aquiles. Datos recientes muestran que los pacientes tienen deficiencias a largo plazo en la pierna lesionada en comparación con el lado no lesionado. También después de rupturas completas del tendón de Aquiles, se ha informado degeneración grasa de los músculos de la pantorrilla y se ha relacionado con un mal resultado del paciente. Recientemente, los investigadores han observado una infiltración grasa de los músculos de la pantorrilla en pacientes después de una rotura del tendón de Aquiles, lo que podría conducir a una disminución de la función muscular y, por lo tanto, a un mal resultado del paciente.

A pesar de la alta prevalencia de lesiones por distensión muscular, se sabe muy poco sobre los mecanismos celulares que siguen a una lesión por distensión. Además, la literatura sobre la composición celular y las alteraciones tras las roturas del tendón de Aquiles es escasa. Hace una década, se identificó un grupo de células denominadas progenitoras fibro/adipogénicas (FAP) en el espacio intersticial del músculo esquelético en función de la presencia del antígeno de células madre 1+, CD34+, Receptor del factor de crecimiento derivado de plaquetas α (PDGFR α)+ . Aparte de su actividad de apoyo en la regeneración muscular, los FAP tienen el potencial de adoptar un fenotipo adipogénico o profibrótico. A pesar de la alta incidencia, no se ha estudiado si la lesión traumática y los cambios biomecánicos posteriores en el músculo esquelético y el tejido conectivo asociado después de lesiones por distensión o ruptura del tendón de Aquiles activan las PAF y cómo estas células contribuyen a la acumulación de grasa en el músculo esquelético. .

Hipótesis:

1. Hay una gran cantidad de progenitores fibroadipogénicos (FAP) con un patrón adipogénico en el músculo esquelético patológico después de una lesión por distensión muscular y una ruptura completa del tendón de Aquiles. Los investigadores plantean la hipótesis de que hay un mayor número de FAP con una firma adipogénica ya en la fase aguda después de una lesión por distensión, pero un número significativamente mayor en la etapa crónica, así como en el músculo después de una ruptura del tendón de Aquiles.
2. Las señales mecánicas son un importante impulsor de la deriva fenotípica de los PAF. La falta de estímulos mecánicos inicia la adopción de una vía adipogénica en los PAF vírgenes, mientras que los PAF vírgenes expuestos a estímulos mecánicos mantendrán su fenotipo indiferenciado.
3. La adherencia de FAPs a un material blando activará la adopción de un fenotipo adipogénico, mientras que un material rígido favorecerá un fenotipo más fibrótico en FAPs ingenuos aislados de músculo esquelético sano.

Para probar esto, los investigadores tomarán pequeñas muestras de tejido del área lesionada en la fase aguda (grupo de sujetos A) o en la fase crónica (grupo de sujetos B) después de una lesión por distensión, así como del tejido muscular de las personas que tuvieron una rotura total del tendón de Aquiles al menos un año antes de la inclusión (grupo de sujetos C). En los tres grupos, los investigadores también tomarán una pequeña muestra de tejido del mismo músculo lesionado del lado sano. Además, se toma una biopsia de músculo más grande del músculo vasto lateral sano contralateral para comparar la composición celular y el perfil celular entre la aponeurosis del músculo esquelético patológico y un músculo esquelético sano.

Para probar la importancia de los estímulos mecánicos, las células musculares aisladas se clasificarán con clasificación de células activadas por fluorescencia (FACS) y se cultivarán in vitro a partir de entonces. Los investigadores se centran particularmente en la cultura bajo tensión estática y dinámica y en estado de tensión.

Un nivel alfa de 0,05 se considerará significativo. Según los datos anteriores, se reclutarán 10 participantes para cada grupo, lo que permitirá a los investigadores detectar una duplicación estimada de FAP en los músculos lesionados (resultado principal). El análisis de potencia para el resultado primario resultó en n=4 para cada grupo (α=0.05, β=0.80, CV=72,4%), que los investigadores consideran clínicamente relevante. Los investigadores planean incluir 10 participantes en cada grupo para tener suficiente material de biopsia de 5 individuos para la secuenciación de ARN de núcleo único y 5 biopsias para la clasificación de células activadas por fluorescencia y los estudios in vitro posteriores.