Il muscolo nella paralisi cerebrale; Lunghezza del sarcomero in vivo e caratterizzazione microscopica delle biopsie. (CPMuscleSL)

La paralisi cerebrale (CP) è una menomazione motoria dovuta a una malformazione cerebrale o a una lesione cerebrale prima dei due anni. La spasticità, l'ipertono dei muscoli flessori, la disordinazione e un alterato controllo sensomotorio sono sintomi cardinali. La lesione cerebrale non è progressiva, ma durante l'adolescenza i muscoli flessori degli arti diventeranno relativamente più corti e più corti (contratti), costringendo le articolazioni in una posizione progressivamente flessa. Questo peggiorerà le posizioni di braccia e gambe già paretiche e mal funzionanti. A causa delle forze di flessione attraverso le articolazioni, si verificheranno malformazioni ossee, peggiorando ulteriormente la funzione. Attualmente, il trattamento iniziale di scelta è l'uso di tutori, che riducono in qualche modo l'accorciamento, ma alla fine spesso è necessario l'allungamento dei tendini e il rilascio delle aponeurosi attorno ai muscoli e i trasferimenti dei flessori del polso agli estensori del polso possono migliorare la posizione del polso. Ma i risultati a lungo termine sono imprevedibili: quanto deve essere allungato il muscolo? Quali muscoli dovrebbero essere trasferiti per una migliore posizione del polso e con quale tensione? È stato sviluppato un metodo per misurare la lunghezza del sarcomero in vivo. Il sarcomero, la distanza tra due striature, è la più piccola unità contrattile del muscolo striato. Quando, durante un intervento chirurgico, un fascio di fibre muscolari viene transilluminato con una luce laser a bassa energia, si forma un pattern di diffrazione. Questo modello di diffrazione riflette la lunghezza del sarcomero e quindi una misura istantanea di come si ottiene l'allungamento del muscolo. Quando si eseguono trasferimenti tendinei, ad es. flessori del polso agli estensori del polso, l'impostazione della tensione del trasferimento è arbitraria e il risultato a lungo termine è imprevedibile. Le misure di diffrazione laser forniranno una guida per un'impostazione precisa della tensione. È noto che ci possono essere cambiamenti patologici nei muscoli nella paralisi cerebrale che influenzeranno anche i risultati a lungo termine degli allungamenti e dei trasferimenti dei tendini. Per tenere conto anche di questi cambiamenti, durante gli stessi interventi verranno effettuate piccole biopsie muscolari. Questi saranno esaminati con tecniche immuno-istochimiche e biochimiche, gel-elettroforesi e microscopia elettronica.

Domande di ricerca:

• Il muscolo in CP è diverso dal muscolo dei bambini tipicamente sviluppati per quanto riguarda l'architettura, l'espressione proteica e la lunghezza del sarcomero?
• C'è differenza tra estensori e flessori?
• Le proteine ​​contrattili (miosine) sono più alterate nei bambini con PC più grave, con un impatto negativo sulla resistenza?
• Il potenziale di crescita è influenzato negativamente?
• Le fibre muscolari sono corte e allungate, contribuendo alla scarsa forza muscolare?
• Una maggiore quantità di collagene nel muscolo contribuisce alla rigidità e ai cambiamenti nella lunghezza del sarcomero? Le misurazioni più importanti: lunghezza del sarcomero in vivo, area delle fibre muscolari, morfometria istochimica, tipi di fibre muscolari (immunoistochimica), quantificazione delle miosine con elettroforesi su gel SDH, rilevamento delle cellule satellite, qRT-PCR e Western blotting per esplorare l'espressione genica.
• Durante gli interventi chirurgici pianificati secondo le routine cliniche, vengono esaminati i muscoli che è necessario esporre per eseguire l'intervento. Le misurazioni della diffrazione laser vengono eseguite attraverso l'intervallo di movimento delle articolazioni adiacenti. I campioni muscolari 3x3 mm vengono prelevati ad almeno 1 cm di distanza dal punto in cui è stato utilizzato il dispositivo di diffrazione laser (Myometer).
• I campioni muscolari vengono congelati a scatto e conservati a -80°C fino al momento dell'analisi. L'espressione di diverse isoforme della catena pesante della miosina (MyHC) viene valutata utilizzando gli anticorpi monoclonali (mAb) N2.261, mAb A4.840 contro MyHC I lento, mAb F1.652 contro MyHC embrionale e mAb NCL-MHCn contro fetale ( =neonatale) MyHC)(Tiger, Champliaud et al. 1997; Wewer, Thornell et al. 1997). Le cellule satellite saranno identificate con mAb contro N-CAM (molecola di adesione delle cellule neurali). Le fibre sono tipizzate in base al contenuto di MyHC.

Significato: i bambini con paralisi cerebrale hanno un deficit motorio e contratture progressive che spesso trattiamo tardivamente; quando la chirurgia tendinea e ossea sono le uniche opzioni per riallineare le articolazioni. Maggiori informazioni sull'architettura muscolare, la composizione e il potenziale di crescita forniranno una maggiore conoscenza delle ragioni dell'aumento delle contratture in flessione nei bambini con paralisi cerebrale. Con questa conoscenza, si spera che possano essere sviluppati nuovi regimi terapeutici e migliori tecniche chirurgiche per questo gruppo di pazienti.