Mecanismos Celulares Envolvidos na Patologia Muscular

A lesão por estiramento do músculo esquelético é uma das lesões esportivas mais comuns, causada por tensão excessiva do músculo e afeta a região onde os fascículos musculares se inserem no tecido conjuntivo (aponeurose). Portanto, não é uma lesão que afeta apenas o músculo esquelético, mas a interface músculo-esquelético-aponeurose. Ter sofrido uma lesão por esforço aumenta substancialmente o risco de nova lesão, altera a biomecânica do músculo envolvido e leva a uma aponeurose significativamente aumentada. Recentemente, os pesquisadores descobriram o acúmulo de gordura ectópica no espaço intrafascicular e dentro das miofibrilas. O acúmulo de gordura ectópica no músculo esquelético é um estado degenerativo e tem sido descrito principalmente para lesões do manguito rotador, onde está associado a piores escores funcionais do ombro. Ao mesmo tempo, os pesquisadores observaram uma alta celularidade na aponeurose muscular patológica após lesões por estiramento, mas não se sabe que tipos de células são essas células. Parece, portanto, provável que pelo menos algumas das células sejam progenitores fibro/adipogênicos (FAPs), que contribuem para o acúmulo de gordura em músculos lesionados por tensão e que o acúmulo de gordura pode ser um fator que contribui para o alto risco de lesões recorrentes, bem como outros problemas médicos, como dor e diminuição da função, geralmente são descritos muito tempo após uma lesão por esforço.

Outra lesão comum da parte inferior da perna é a ruptura total do tendão de Aquiles. Dados recentes mostram que os pacientes têm deficiências de longo prazo na perna lesada quando comparados ao lado não lesado. Além disso, após rupturas completas do tendão de Aquiles, foi relatada degeneração gordurosa dos músculos da panturrilha e associada a resultados ruins para o paciente. Recentemente, os investigadores observaram infiltração gordurosa dos músculos da panturrilha em pacientes após ruptura do tendão de Aquiles, o que pode levar a uma diminuição da função muscular e, portanto, a um resultado ruim para o paciente.

Apesar da alta prevalência de lesões por esforço muscular, muito pouco se sabe sobre os mecanismos celulares após uma lesão por esforço. Além disso, a literatura sobre a composição celular e alterações após rupturas do tendão de Aquiles é escassa. Há uma década, um grupo de células denominado progenitores fibro/adipogênicos (FAPs) foi identificado no espaço intersticial do músculo esquelético com base na presença do antígeno de células-tronco 1+, CD34+, receptor do fator de crescimento derivado de plaquetas α (PDGFR α)+ . Além de sua atividade de suporte na regeneração muscular, os FAPs têm o potencial de adotar um fenótipo adipogênico ou pró-fibrótico. Apesar da alta incidência, não foi estudado se a lesão traumática e as alterações biomecânicas subsequentes no músculo esquelético e no tecido conjuntivo associado após lesões por tensão ou ruptura do tendão de Aquiles ativam os FAPs e como essas células contribuem para o acúmulo de gordura no músculo esquelético .

Hipóteses:

1. Há uma grande quantidade de progenitores fibro-adipogênicos (FAPs) com um padrão adipogênico no músculo esquelético patológico após uma lesão por tensão muscular e uma ruptura completa do tendão de Aquiles. Os investigadores levantam a hipótese de que há um número aumentado de FAPs com assinatura adipogênica já na fase aguda após uma lesão por esforço, mas um número significativamente maior no estágio crônico, bem como no músculo após uma ruptura do tendão de Aquiles.
2. Sinais mecânicos são um dos principais impulsionadores da deriva fenotípica de FAPs. A falta de estímulos mecânicos inicia a adoção de uma via adipogênica em FAPs ingênuos, enquanto FAPs ingênuos expostos a estímulos mecânicos manterão seu fenótipo indiferenciado.
3. A adesão de FAPs a um material macio ativará a adoção de um fenótipo adipogênico, enquanto um material rígido favorecerá um fenótipo mais fibrótico em FAPs virgens isolados de músculo esquelético saudável.

Para testar isso, os investigadores colherão pequenas amostras de tecido da área lesada na fase aguda (grupo de sujeitos A) ou na fase crônica (grupo de sujeitos B) após uma lesão por esforço, bem como do tecido muscular de indivíduos que tiveram um ruptura total do tendão de Aquiles pelo menos um ano antes da inclusão (grupo de sujeitos C). Em todos os três grupos, os investigadores também coletarão uma pequena amostra de tecido do mesmo músculo do lado saudável do músculo lesionado. Além disso, uma biópsia muscular maior do músculo vasto lateral saudável contralateral é feita para comparar a composição celular e o perfil celular entre a aponeurose patológica do músculo esquelético e um músculo esquelético saudável.

Para testar a importância dos estímulos mecânicos, as células musculares isoladas serão classificadas com Fluorescence Activated Cell Sorting (FACS) e posteriormente cultivadas in vitro. Os investigadores concentram-se particularmente na cultura sob tensão estática e dinâmica e no estado destensionado.

Um nível alfa de 0,05 será considerado significativo. Com base nos dados anteriores, 10 participantes serão recrutados para cada grupo, permitindo que os investigadores detectem uma estimativa de duplicação de FAPs nos músculos lesionados (resultado primário). A análise de poder para o desfecho primário resultou em n=4 para cada grupo (α=0,05, β=0,80, CV=72,4%), que os investigadores consideram clinicamente relevante. Os investigadores planejam incluir 10 participantes em cada grupo para ter material de biópsia suficiente de 5 indivíduos para sequenciamento de RNA de núcleo único e 5 biópsias para triagem de células ativadas por fluorescência e os estudos in vitro subsequentes.