Orientador: Humberto Santo Neto

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia

Resumo: Os músculos intrínsecos da laringe (MIL) são protegidos da mionecrose em camundongos mdx, modelo da distrofia muscular de Duchenne (DMD). A DMD caracteriza-se pela mionecrose, causada pela ausência da proteína distrofina (DIS). A DIS se une a um complexo glicoproteínas (CDG), que auxilia na...

Resumo: Os músculos intrínsecos da laringe (MIL) são protegidos da mionecrose em camundongos mdx, modelo da distrofia muscular de Duchenne (DMD). A DMD caracteriza-se pela mionecrose, causada pela ausência da proteína distrofina (DIS). A DIS se une a um complexo glicoproteínas (CDG), que auxilia na estabilidade da fibra e interage com proteínas reguladoras do Ca2+. O sarcolema instável dado pela ausência da DIS, diminuição de proteínas do CDG, desregulação de canais de Ca2+ e leva ao influxo de Ca2+ exacerbado, associado à diminuição da homeostase do Ca2+ intracelular e capacidade do estresse oxidativa, resulta na mionecrose. A utrofina (Utrn), semelhante à proteína DIS, se conecta às proteínas do CDG, parece ter papel na agregação dos receptores de acetilcolina (AChRs) nas junções neuromusculares (JNM) e auxiliaria na proteção da mionecrose. Neste trabalho examinamos os níveis das proteínas do CDG (beta-distroglicana [b-DG], beta-sarcoglicana [b-SG] e alfa-sintrofina [a-SIN]), da Utrn, de canais de estoque do Ca2+ (SOCE; proteínas Orai e STIM1) e proteína relacionada ao estresse oxidativo na mitocôndria (PGC-1a) em MIL distróficos. Além disso, analisamos o padrão de distribuição da Utrn e AChRs nas JNM de MIL distróficos. A análise da b-DG, b-SG, a- SIN e da Utrn pela técnica de imunohistoquímica e western blotting, mostrou que nos MIL distróficos os níveis da b-DG e da Utrn são normais em MIL adultos comparados com controle. Com envelhecimento, os níveis de proteínas do CDG e Utrn são alterados em MIL distróficos e parece não estar relacionado a proteção da mionecrose. Com emprego de técnicas moleculares e bioquímicas para análise de canais de estoque do Ca2+ (Orai e STIM1) e proteína do estress oxidativo na mitocôndria (PGC-1a), foram observados níveis aumentados de STIM1, com similar aumento da proteína calmodulina (CaM), bem como aumento da expressão do PGC-1a em MIL distróficos. Músculos acometidos distróficos apresentaram diminuição na expressão destas proteínas. Utilizando imunohistoquimica e microscopia confocal, foi observado que o padrão de distribuição da Utrn e dos AChRs não se altera nas JNM de MIL mdx. Em fibras regeneradas tanto o padrão de distribuição da Utrn quanto dos AChRs mostraram-se alterados. Pode-se concluir que os MIL de camundongos mdx apresentam manutenção dos níveis normais de proteínas do CDG e da Utrn, bem como o aumento de STIM1, CaM e PGC-1a, poderiam auxiliar, pelo menos em parte, à proteção da mionecrose

Abstract: The intrinsic laryngeal muscles (ILM) are protected from myonecrosis in the mdx mouse model of Duchenne muscular dystrophy (DMD). The DMD is characterized by myonecrosis, resulting from the absence of dystrophin protein. Dystrophin links the cytoskeleton to a complex of glycoprotein, the...

Abstract: The intrinsic laryngeal muscles (ILM) are protected from myonecrosis in the mdx mouse model of Duchenne muscular dystrophy (DMD). The DMD is characterized by myonecrosis, resulting from the absence of dystrophin protein. Dystrophin links the cytoskeleton to a complex of glycoprotein, the dystrophin-glycoprotein complex (DGC), which interacts with Ca2+-dependent channels for signaling and stability of the muscle membrane. In the absence of dystrophin, the sarcolemma becomes instable due to a decrease in the DGC level, deregulation of Ca2+-dependent channels, which increase Ca2+ influx, decreased Ca2+-handling and oxidative stress capacity, that result in muscle fiber necrosis. Utrophin (Utrn), similarly to the dystrophin, conects to DGC proteins, assembles the acethylcoline receptors (AChRs) at the neuromuscular junctions (NMJ) and may play a role in dystrophic muscle sparing. In this study, we examined the levels of DGC proteins (beta-dystroglycan [b-DG], beta-sarcoglycana [b-SG], alpha-syntrophin [a-SIN]), Utrn, store-operated Ca2+ channels (SOCE; STIM1 and Orai1 proteins), and mitochondrial oxidative protein (PGC-1a) in dystrophic ILM. We also examined the distribution of Utrn and AChRs in the dystrophic ILM NMJ. Immunohistochemistry and western blotting analyses of b-DG, b-SG and a-SIN, and the Utrn showed normal levels in adult dystrophic ILM compared with adult control. In aged mice, a dramatic decrease in DGC levels was observed in all dystrophic muscles compared with control. There are age-related alterations in DGC in the ILM of mdx mice, regardless of their protection against the lack of dystrophin. Using biochemical and molecular techniques to analyze SOCE proteins and mitochondrial oxidative protein (PGC-1a), we observed increased levels of STIM1, associated with increased level of calmodulin (CaM), and increased level of PGC-1a in dystrophic ILM. Dystrophic affected muscles have decreased levels of those proteins. Using molecular and biochemical methods we observed that Utrn and AChRs are fragmented only in affected muscle fibers and remaining unchanged in dystrophic MIL. We conclude that in adult dystrophic MIL the rescue of the DGC, increased levels of STIM1, CaM and PGC-1a, may be associated, at least in part, with their protection against myonecrosis