Influência das prostaglandinas da via da COX-2 sobre o processo de regeneração da musculatura esquelética após injúria
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Data
2019-01-31
Autores
Zuntini, Ana Carolina Siqueira [UNIFESP]
Orientadores
Moreira, Vanessa [UNIFESP]
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
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Resumo
Skeletal muscle injuries are common in excessive sports activities, in myodegenerative diseases, or due to drugs myotoxicity or accidents with venomous animal. Thus, investigating the regulatory mechanisms of tissue regeneration for the development of novel reparative therapies has been relevant in recent years. Usually, the phases of skeletal muscle degeneration and regeneration are accompanied by intense inflammatory response, important for a successfully tissue repair. Although some in vitro studies have demonstrated the role of pro-inflammatory mediators such as prostaglandins (PGs) in cell proliferation and differentiation, the regulatory role of PGs from cyclooxygenase-2 (COX-2) pathway in degeneration and regeneration in vivo was poorly demonstrated The aim of this study was to investigate the regulatory role of COX-2-derived PGs on morpho/histological, functional and transcriptional aspects observed during skeletal muscle degeneration and regeneration induced by a myotoxin isolated from snake venom. Male Swiss mice (20 g) received intramuscular (i.m) injection of crotoxin (CB) isolated from Crotalus durissus terrificus snake venom (7,5 μg/animal/ 50μL) or saline solution. After 30 min and 48 h, distinct groups of animals received lumiracoxib (p.o), a selective COX-2 inhibitor (20 mg/kg/100μL), or vehicle alone (1%Tween-80). The results showed that the i.m. CB injection promoted increased COX-2 expression from 3rd through 21st day (p <0.05) after its administration. Morphohistological analysis demonstrated that during degeneration mice treated with CB and lumiracoxib had lower mionecrosis and cellular influx (p<0,05) as well as reduced edema compared to CB and vehicle treated animals. Basophilic myofibers percentual and cross-sectional area were not different (p>0,05) in these same groups. Furthermore, animals treated with CB and lumiracoxib showed more apoptotic nuclei (TUNEL-positive) (24 h) than animals treated with CB and vehicle. Regarding molecular aspects, mice pretreated with CB followed by lumiracoxib ingestion showed lower CK plasma levels (6 h) (p <0.05), lower PAX7 expression (24 h and 3 d) (p <0.05) and lower vimentin synthesis (3 d) (p <0.05) when compared to CB and vehicle treated animals. During muscle regeneration (7 to 21d), in animals treated with CB and lumiracoxib collagen formation (14 and 21 d) was reduced when compared to CB and vehicle treated animals. Furthermore, the pharmacological intervention with COX-2 inhibitor after injury promoted higher fatigue and lower muscle strength (21 d) (p <0.05), when compared to vehicle treated animals. Therefore, these results suggest that the PGs derived from the COX-2 pathway play essential and opposing roles in skeletal muscle degeneration and regeneration.
As lesões no músculo esquelético são ocorrências clínicas comuns em atividades esportivas excessivas, em doenças miodegenerativas, ou devido à miotoxicidade de fármacos ou acidentes com animais peçonhentos. Neste sentido, a importância da investigação dos mecanismos regulatórios da regeneração tecidual para o desenvolvimento de novas terapias reparadoras, tem sido relevantes nos últimos anos. Normalmente, as fases de degeneração e regeneração do músculo esquelético são acompanhadas por intenso processo inflamatório, essencial para uma regeneração bem-sucedida. Embora alguns estudos in vitro já tenham demonstrado atuação de mediadores pró-inflamatórios, como as prostaglandinas (PGs) na proliferação e diferenciação celular, investigações sobre o papel regulatório das PGs derivadas da via da ciclooxigenase-2 (COX-2) na degeneração e regeneração musculares em modelos experimetais in vivo, foram pouco demonstradas. O objetivo do presente estudo foi investigar o papel regulatório de PGs derivadas da via da COX- 2, sob os aspectos morfo/histológicos, transcricionais e funcionais, durante a degeneração e regeneração do músculo esquelético, após injúria induzida por uma miotoxina isolada de veneno de serpente. Camundongos Swiss machos (20 g) receberam injeção intramuscular (i.m.) da miotoxina crotoxina B (CB) (7,5 μg/animal/ 50μL) de natureza fosfolipásica isolada do veneno da Crotalus durissus terrificus, ou solução salina. Após 30 min e 48 h da injeção i.m., grupos distintos de animais receberam lumiracoxibe, inibidor seletivo de COX-2 (20 mg/kg/100μL), por via oral (p.o.), ou veículo apenas (Tween-80 1%). Os resultados mostraram que a injeção i.m. de CB promove aumento da expressão de COX-2, no 3º. dia (p<0,05), com continua expressão significativa até o 21º. dia, após sua administração. Quanto à análise morfo/histológica dos efeitos regulatórios das PGs, os dados demostraram que nos períodos correspondentes à degeneração muscular (6 e 24 h e 3 d) os animais tratados com CB e lumiracoxibe apresentaram menor índice percentual de necrose muscular e também redução de influxo celular (p<0,05), bem como, menor edema tecidual, quando comparados aos animais tratados com CB e veículo apenas. No entanto, o número de fibras basofílicas e valores de área de secção transversa, não foram diferentes (p>0,05) em animais tratados com CB e inibidor de COX-2 e CB e veículo somente. Ainda, animais tratados com CB e lumiracoxibe apresentaram tendência de maior quantidade de núcleos apoptóticos (TUNEL positivo) (24 h), em comparação aos animais tratados com CB apenas. Com relação aos aspectos moleculares, animais pré-tratados com CB seguido pelo lumiracoxibe, apresentaram menor teor (p<0,05) sérico de proteína quinase (6 h), expressão do fator de transcrição PAX7 (24 h e 3 d) e síntese proteica de vimentina (3 d), quando comparados aos animais tratados com CB e veículo. Nos períodos de regeneração muscular (7 a 21d), os animais tratados com CB seguido por lumiracoxibe apresentaram menor quantidade de formação de fibras de colágeno (14 e 21 d), quando comparados aos animais tratados com CB e veículo. Ainda, a intervenção farmacológica com inibidor da COX-2 após lesão promoveu menor resistência e força muscular (21 d) (p<0,05), quando comparados aos animais tratados com veículo. Em conjunto, esses dados sugerem que as PGs derivadas da via da COX-2 regulam positivamente a degeneração muscular por contribuírem para a estimulação da resposta inflamatória que culmina na lesão muscular. Em relação à regeneração muscular, os dados indicam que esses mediadores lipídicos promovem a reestruturação normal do tecido por meio de síntese de elementos essencias à reconstituição do músculo estriado esquelético (colágeno e vimentina), além de regular positivamente a transcrição de fatores (PAX7) ligados à proliferação e diferenciação de mioblastos. Ainda, parece promover aumento da força e resistência do tecido muscular, durante o processo de regeneração e amadurecimento tecidual. Dessa maneira, de acordo com o modelo experimental utilizado, estes resultados sugerem que a via de COX-2 exerce papéis essenciais e opostos nos processos de degeneração e regeneração do tecido muscular esquelético.
As lesões no músculo esquelético são ocorrências clínicas comuns em atividades esportivas excessivas, em doenças miodegenerativas, ou devido à miotoxicidade de fármacos ou acidentes com animais peçonhentos. Neste sentido, a importância da investigação dos mecanismos regulatórios da regeneração tecidual para o desenvolvimento de novas terapias reparadoras, tem sido relevantes nos últimos anos. Normalmente, as fases de degeneração e regeneração do músculo esquelético são acompanhadas por intenso processo inflamatório, essencial para uma regeneração bem-sucedida. Embora alguns estudos in vitro já tenham demonstrado atuação de mediadores pró-inflamatórios, como as prostaglandinas (PGs) na proliferação e diferenciação celular, investigações sobre o papel regulatório das PGs derivadas da via da ciclooxigenase-2 (COX-2) na degeneração e regeneração musculares em modelos experimetais in vivo, foram pouco demonstradas. O objetivo do presente estudo foi investigar o papel regulatório de PGs derivadas da via da COX- 2, sob os aspectos morfo/histológicos, transcricionais e funcionais, durante a degeneração e regeneração do músculo esquelético, após injúria induzida por uma miotoxina isolada de veneno de serpente. Camundongos Swiss machos (20 g) receberam injeção intramuscular (i.m.) da miotoxina crotoxina B (CB) (7,5 μg/animal/ 50μL) de natureza fosfolipásica isolada do veneno da Crotalus durissus terrificus, ou solução salina. Após 30 min e 48 h da injeção i.m., grupos distintos de animais receberam lumiracoxibe, inibidor seletivo de COX-2 (20 mg/kg/100μL), por via oral (p.o.), ou veículo apenas (Tween-80 1%). Os resultados mostraram que a injeção i.m. de CB promove aumento da expressão de COX-2, no 3º. dia (p<0,05), com continua expressão significativa até o 21º. dia, após sua administração. Quanto à análise morfo/histológica dos efeitos regulatórios das PGs, os dados demostraram que nos períodos correspondentes à degeneração muscular (6 e 24 h e 3 d) os animais tratados com CB e lumiracoxibe apresentaram menor índice percentual de necrose muscular e também redução de influxo celular (p<0,05), bem como, menor edema tecidual, quando comparados aos animais tratados com CB e veículo apenas. No entanto, o número de fibras basofílicas e valores de área de secção transversa, não foram diferentes (p>0,05) em animais tratados com CB e inibidor de COX-2 e CB e veículo somente. Ainda, animais tratados com CB e lumiracoxibe apresentaram tendência de maior quantidade de núcleos apoptóticos (TUNEL positivo) (24 h), em comparação aos animais tratados com CB apenas. Com relação aos aspectos moleculares, animais pré-tratados com CB seguido pelo lumiracoxibe, apresentaram menor teor (p<0,05) sérico de proteína quinase (6 h), expressão do fator de transcrição PAX7 (24 h e 3 d) e síntese proteica de vimentina (3 d), quando comparados aos animais tratados com CB e veículo. Nos períodos de regeneração muscular (7 a 21d), os animais tratados com CB seguido por lumiracoxibe apresentaram menor quantidade de formação de fibras de colágeno (14 e 21 d), quando comparados aos animais tratados com CB e veículo. Ainda, a intervenção farmacológica com inibidor da COX-2 após lesão promoveu menor resistência e força muscular (21 d) (p<0,05), quando comparados aos animais tratados com veículo. Em conjunto, esses dados sugerem que as PGs derivadas da via da COX-2 regulam positivamente a degeneração muscular por contribuírem para a estimulação da resposta inflamatória que culmina na lesão muscular. Em relação à regeneração muscular, os dados indicam que esses mediadores lipídicos promovem a reestruturação normal do tecido por meio de síntese de elementos essencias à reconstituição do músculo estriado esquelético (colágeno e vimentina), além de regular positivamente a transcrição de fatores (PAX7) ligados à proliferação e diferenciação de mioblastos. Ainda, parece promover aumento da força e resistência do tecido muscular, durante o processo de regeneração e amadurecimento tecidual. Dessa maneira, de acordo com o modelo experimental utilizado, estes resultados sugerem que a via de COX-2 exerce papéis essenciais e opostos nos processos de degeneração e regeneração do tecido muscular esquelético.