Muskelen ved cerebral parese; Sarkomerlengde in vivo og mikroskopisk karakterisering av biopsier. (CPMuscleSL)

Cerebral parese (CP) er en motorisk svekkelse på grunn av en hjernemisdannelse eller en hjernelesjon før fylte to år. Spastisitet, hypertonus i bøyemuskulaturen, dyskoordinasjon og nedsatt sansemotorisk kontroll er kardinalsymptomer. Hjernelesjonen er ikke-progressiv, men bøyemuskulaturen i lemmene vil i løpet av ungdomsårene bli relativt kortere og kortere (sammentrukket), noe som tvinger leddene inn i en progressivt bøyd stilling. Dette vil forverre posisjonene til allerede paretiske og feilfungerende armer og ben. På grunn av bøyekrefter på tvers av leddene vil det oppstå benete misdannelser som forverrer funksjonen ytterligere. Foreløpig er den første valgbehandlingen bruk av tannregulering, noe som reduserer forkortningen noe, men til slutt er det ofte behov for forlengelser av sener og frigjøring av aponeuroser rundt musklene, og overføringer av håndleddsbøyere til håndleddsforlengere kan forbedre håndleddsposisjonen. Men de langsiktige resultatene er uforutsigbare - hvor mye må muskelen forlenges? Hvilke muskler bør overføres for en bedre posisjon av håndleddet, og ved hvilken spenning? En metode for å måle sarkomerlengde in vivo er utviklet. Sarkomeren, avstanden mellom to striper, er den minste kontraktile enheten i den tverrstripete muskelen. Når en muskelfiberbunt under operasjonen gjennomlyses med et lavenergilaserlys, dannes et diffraksjonsmønster. Dette diffraksjonsmønsteret reflekterer sarkomerlengden, og dermed et øyeblikkelig mål på hvordan strekningen av muskelen oppnås. Ved utføring av seneoverføringer av f.eks. håndleddsbøyere til håndleddsekstensorer, innstillingen av spenningen for overføringen er vilkårlig, og det langsiktige resultatet er uforutsigbart. Laserdiffraksjonsmålinger vil gi en veiledning til en nøyaktig innstilling av spenning. Det er kjent at det kan være patologiske endringer i muskler ved cerebral parese som også vil påvirke de langsiktige resultatene av seneforlengelser og overføringer. For også å ta hensyn til disse endringene vil det tas små muskelbiopsier under de samme operasjonene. Disse vil bli undersøkt med immunhistokjemiske og biokjemiske teknikker, gelelektroforese samt elektronmikroskopi.

Forskningsspørsmål:

• Er muskelen i CP forskjellig fra muskel fra typisk utviklede barn når det gjelder arkitektur, proteinuttrykk og sarkomerlengde?
• Er det forskjell på ekstensorer og flexorer?
• Er de kontraktile proteinene (myosinene) mer endret hos barn med mer alvorlig CP, med negativ innvirkning på utholdenhet?
• Blir vekstpotensialet negativt påvirket?
• Er muskelfibrene korte og utstrakte, noe som bidrar til dårlig muskelkraft?
• Bidrar økt mengde kollagen i muskelen til stivhet og endringer i sarkomerlengden? De viktigste målingene: Sarkomerlengde in vivo, muskelfiberareal, histokjemisk morfometri, muskelfibertyper (immunhistokjemi), kvantifisering av myosiner med SDH gelelektroforese, satellittcelledeteksjon, qRT-PCR og Western blotting for å utforske genuttrykk.
• Ved operasjoner som er planlagt i henhold til kliniske rutiner, undersøkes muskler som er nødvendige å eksponere for å utføre operasjonen. Laserdiffraksjonsmålinger utføres gjennom bevegelsesområdet til tilstøtende ledd. Muskelprøver 3x3 mm tas minst 1 cm unna der laserdiffraksjonsanordningen (Myometer) ble brukt.
• Muskelprøvene hurtigfryses og lagres ved -80°C inntil analysert. Ekspresjonen av forskjellige myosin tungkjede (MyHC) isoformer vurderes ved å bruke de monoklonale antistoffene (mAb) N2.261, mAb A4.840 mot langsom MyHC I, mAb F1.652 mot embryonal MyHC og mAb NCL-MHCn mot føtal ( =neonatal) MyHC)(Tiger, Champliaud et al. 1997; Wewer, Thornell et al. 1997). Satellittceller vil bli identifisert med mAb mot N-CAM (nevrale celleadhesjonsmolekyler). Fibrene er typet etter innholdet av MyHCs.

Betydning: Barn med cerebral parese har en motorisk svekkelse og progressive kontrakturer som vi ofte behandler sent; når sene- og benkirurgi er de eneste alternativene for å justere leddene. Mer informasjon om muskelarkitektur, sammensetning og vekstpotensial vil gi mer kunnskap om årsakene til økende fleksjonskontrakturer hos barn med cerebral parese. Med denne kunnskapen kan forhåpentligvis nye behandlingsregimer og forbedrede operasjonsteknikker for denne pasientgruppen utvikles.