Muskeln vid cerebral pares; Sarkomerlängd in vivo och mikroskopisk karaktärisering av biopsier. (CPMuscleSL)

Cerebral pares (CP) är en motorisk funktionsnedsättning som beror på en hjärnmissbildning eller en hjärnskada före två års ålder. Spasticitet, hypertonus i flexormusklerna, dyskoordination och en försämrad sensorimotorisk kontroll är kardinalsymptom. Hjärnskadan är icke-progressiv, men flexormusklerna i extremiteterna kommer under tonåren att bli relativt kortare och kortare (sammandragna), vilket tvingar lederna till en progressivt böjd position. Detta kommer att försämra positionerna för redan paretiska och felaktiga armar och ben. På grund av böjningskrafter över lederna kommer benmissbildningar att uppstå, vilket försämrar funktionen ytterligare. För närvarande är den första behandlingen att välja på att använda hängslen, vilket minskar förkortningen något, men så småningom behövs ofta förlängningar av senor och frigörande av aponeuroser runt musklerna, och överföringar av handledsböjare till handledssträckare kan förbättra handledens position. Men de långsiktiga resultaten är oförutsägbara - hur mycket behöver muskeln förlängas? Vilka muskler bör överföras för en bättre position av handleden, och vid vilken spänning? En metod för att mäta sarkomerlängd in vivo har utvecklats. Sarkomeren, avståndet mellan två strimmor, är den minsta kontraktila enheten i den tvärstrimmiga muskeln. När ett muskelfiberknippe under operation genomlyss med ett lågenergilaserljus bildas ett diffraktionsmönster. Detta diffraktionsmönster återspeglar sarkomerlängden och därmed ett omedelbart mått på hur muskelns sträckning erhålls. Vid utförande av senförflyttningar av t.ex. handledsböjare till handledssträckare, inställningen av spänningen för överföringen är godtycklig och det långsiktiga resultatet är oförutsägbart. Laserdiffraktionsmätningar ger en vägledning till en exakt inställning av spänningen. Det är känt att det kan finnas patologiska förändringar i muskler vid cerebral pares som också kommer att påverka de långsiktiga resultaten av senförlängningar och förflyttningar. För att även ta hänsyn till dessa förändringar kommer små muskelbiopsier att tas under samma operationer. Dessa kommer att undersökas med immunhistokemiska och biokemiska tekniker, gelelektrofores samt elektronmikroskopi.

Forskningsfrågor:

• Skiljer sig muskeln i CP från muskler från typiskt utvecklade barn när det gäller arkitektur, proteinuttryck och sarkomerlängd?
• Är det skillnad på extensorer och flexorer?
• Är de kontraktila proteinerna (myosinerna) mer förändrade hos barn med svårare CP, vilket har en negativ inverkan på uthålligheten?
• Påverkas tillväxtpotentialen negativt?
• Är muskelfibrerna korta och utsträckta, vilket bidrar till dålig muskelkraft?
• Bidrar en ökad mängd kollagen i muskeln till stelhet och förändringar i sarkomerlängden? De viktigaste mätningarna: Sarkomerlängd in vivo, muskelfiberarea, histokemisk morfometri, muskelfibertyper (immunhistokemi), kvantifiering av myosiner med SDH-gelelektrofores, satellitcellsdetektion, qRT-PCR och Western blotting för att utforska genuttryck.
• Vid operationer som planeras enligt kliniska rutiner undersöks muskler som är nödvändiga att exponera för att kunna utföra operationen. Laserdiffraktionsmätningar utförs genom rörelseomfånget för intilliggande leder. Muskelprover 3x3 mm tas minst 1 cm från där laserdiffraktionsanordningen (Myometer) användes.
• Muskelproverna snabbfryss och förvaras vid -80°C tills de analyseras. Uttrycket av olika myosin tung kedja (MyHC) isoformer bedöms genom att använda de monoklonala antikropparna (mAb) N2.261, mAb A4.840 mot långsam MyHC I, mAb F1.652 mot embryonal MyHC och mAb NCL-MHCn mot foster ( =neonatal) MyHC)(Tiger, Champliaud et al. 1997; Wewer, Thornell et al. 1997). Satellitceller kommer att identifieras med mAb mot N-CAM (neural cell adhesion molecule). Fibrerna är typade efter innehållet av MyHCs.

Betydelse: Barn med cerebral pares har en motorisk funktionsnedsättning och progressiva kontrakturer som vi ofta behandlar sent; när senor och benkirurgi är de enda alternativen för att justera lederna. Mer information om muskelarkitektur, sammansättning och tillväxtpotential kommer att ge mer kunskap om orsakerna till ökande flexionskontrakturer hos barn med cerebral pares. Med denna kunskap kan förhoppningsvis nya behandlingsregimer och förbättrade kirurgiska tekniker för denna patientgrupp utvecklas.