Novas terapias farmacológicas para uma Síndrome Miastênica Congênita pré-sináptica
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Marcondes Cavalcante França Junior
Walter Luís Garrido Cavalcante
Walter Luís Garrido Cavalcante
Resumo
As Síndromes Miastênicas Congênitas (SMCs) são um grupo de desordens neurodesenvolvimentais e hereditárias que comprometem genes que codificam proteínas presentes nas junções neuromusculares (JNMs). Um dos genes considerado uma variante patogênica é o gene SLC18A3 que codifica o Transportador Vesicular de Acetilcolina (VAChT), cuja função é internalizar a acetilcolina nas vesículas sinápticas. Para este estudo, utilizamos camundongos que expressam 35% de VAChT (VAChT-KDHOM) e mimetizam uma SMC pré-sináptica humana. Para o tratamento das SMCs, a administração do anticolinesterásico piridostigmina é a primeira estratégia terapêutica utilizada na clínica. Porém, nos anos recentes, o uso de agonistas β2-adrenérgicos foi associado à melhora dos sintomas motores de pacientes e murinos para outras SMCs. Portanto, este estudo objetiva investigar os efeitos de esquemas farmacológicos utilizando o agonista β2-adrenérgico formoterol sozinho e combinado com a piridostigmina nos animais VAChT-KDHOM.
Para observar se os tratamentos induziram alterações na função motora e na massa muscular dos animais, realizamos testes comportamentais e pesagem dos músculos. Nossos dados mostraram que o tratamento de 30 dias com o formoterol não alterou os déficits motores e a massa muscular dos camundongos VAChT-KDHOM. Por outro lado, a extensão do tratamento com o formoterol para 90 dias melhorou o fenótipo motor e aumentou a massa muscular do extensor longo dos dedos (EDL) dos animais VAChT-KDHOM. Nas análises de microscopia de fluorescência, observamos um aumento da área sináptica no EDL, hipertrofia na fibra muscular tipo IIB nos músculos EDL e sóleo, e conversão de fibras oxidativas para glicolíticas no sóleo dos animais VAChT-KDHOM. No tratamento de 30 dias de piridostigmina com formoterol, observamos a melhora da função motora e o ganho de massa muscular no EDL dos camundongos VAChT-KDHOM. Nas JNMs, houve aumento das terminações sinápticas no EDL dos animais VAChT-KDHOM. O tratamento combinado também aumentou a área muscular do EDL e sóleo, e promoveu a hipertrofia e a plasticidade das fibras musculares no EDL dos animais VAChT-KDHOM.
Este estudo demonstra que as intervenções farmacológicas utilizando formoterol a longo prazo e a combinação de formoterol com piridostigmina induzem a melhora da função motora e causam alterações celulares nas JNMs e fibras musculares dos animais VAChT-KDHOM. Os dados obtidos poderão ampliar as estratégias terapêuticas a serem utilizadas na clínica para proporcionar uma melhor qualidade de vida aos pacientes com SMC pré-sináptica.
Abstract
Congenital Myasthenic Syndromes (CMSs) are a group of hereditary neurodevelopmental disorders that compromise genes encoding proteins at the neuromuscular junctions (NMJs). One of the genes considered a pathogenic variant is the SLC18A3 gene, which encodes the Vesicular Acetylcholine Transporter (VAChT), whose function is to internalize the acetylcholine into synaptic vesicles. For this study, we used mice that express 35% of VAChT (VAChT-KDHOM) and mimic a presynaptic human CMS. For treatment of the CMSs, the anticholinesterase pyridostigmine is the first therapeutic strategy used in the clinic. However, in recent years, the use of β2-adrenergic agonists has been associated with improvement of motor symptoms in patients and in models for others CMSs. Thus, this study aims to investigate the effects of pharmacological regimens using the β2-adrenergic agonist formoterol alone and in combination with pyridostigmine in VAChT-KDHOM mice.
To observe whether the treatments induced changes in the motor function and muscle mass of the animals, we performed behavioral tests and muscle weighing. Our data showed that a 30-day treatment with formoterol did not alter the motor deficits or muscle mass of VAChT-KDHOM mice. On the other hand, extending the treatment with formoterol to 90 days improved motor phenotype and increased the muscle mass of the extensor digitorum longus (EDL) of VAChT-KDHOM mice. In the fluorescence microscopy analysis, we observed an increase in the synaptic, hypertrophy in type IIB muscle fibers in the EDL and soleus muscles and conversion of oxidative fibers to glycolytic in the soleus muscle in VAChT-KDHOM animals. For the 30-day treatment with pyridostigmine and formoterol, we observed improvement in motor function and gain in muscle mass in the VAChT-KDHOM mice’s EDL. In the NMJs, the latter pharmacological regimen induced an increase in synaptic terminals in the EDL of the VAChT-KDHOM mice. The combined treatment also increased the muscle area of the EDL and soleus, and promoted hypertrophy and plasticity of muscle fibers for an even more glycolytic profile in the EDL of VAChT-KDHOM mice.
This study demonstrates that pharmacological interventions using the β2-adrenergic agonist formoterol long-term, and the combination of formoterol with the pyridostigmine induce an improvement in motor function and cause cellular changes in the NMJs and muscle fibers in VAChT-KDHOM mice. The data obtained may expand the therapeutic strategies to be used in the clinic and provide a better quality of life for patients with presynaptic SMC.
Assunto
Biologia celular, Síndrome Miastênica Congênita, Acetilcolina, Formoterol, Piridostigmina
Palavras-chave
Síndrome Miastênica Congênita, Acetilcolina, Formoterol, Piridostigmina