Discussão: Co-expressão do receptor α do fator de crescimento.
Co-expressão do receptor α do fator de crescimento derivado de plaquetas tipifica um subtipo de células progenitoras receptor β positivo que contribui para degeneração gordurosa e fibrose no manguito rotador de ratos.
Introdução
Após a lesão do manguito rotador (LMR) do ombro, a gravidade da fibroadipogenese (degeneração gordurosa e formação cicatriz fibrosa) é correlacionada com o tamanho da lesão, idade do paciente e duração da lesão. Estes processos degenerativos levam a redução da força muscular e da complacência do tecido, tornando o reparo cirúrgico e a cicatrização desafiantes.
A origem celular destas alterações degenerativas fibroadipogênicas permanece incerta. Pesquisadores identificaram uma população de células-tronco mesenquimais no músculo esquelético que possui potencial de diferenciação fibrótico e adipogênico. Várias combinações de diferentes antígenos caracterizam estas células progenitoras (FAP cells – fibroadipogenic progenitor cells), entre eles o PDGRFα+ (Platelet-derived growth factor receptor α). Pesquisadores identificaram o PDGRFα, em particular, como um marcador confiável para as células progenitoras fibroadipogênicas (FAP cells). Já o PDGRFβ+ (platelet-derived growth factor receptor β) foi identificado no tecido muscular em células relacionadas à fibrose tecidual patológica.
Para estabelecer se PDGRFα e PDGRFβ identificam uma população de células pró-fibróticas e pró-adipogênicas envolvidas na degeneração muscular após LMR, examinamos a capacidade destas células em diferenciarem-se em células adipogênicas e fibróticas em meio de cultura (in vitro). Além disso, usamos este modelo de LMR em ratos para avaliar a contribuição destas células na fibrose e na degeneração gordurosa in vivo. Também examinamos a capacidade do CWHM-12 (inibidor de integrina) de inibir estes processos degenerativos (inibindo células PDGRFα e PDGRFβ +).
Métodos
Foram avaliados ratos com 8-10 semanas de vida, que foram divididos em 3 categorias: saudáveis sem lesão (3), ratos submetidos à cirurgia simulada (12), e ratos submetidos a tenotomia e denervação (TT-DN) (12). Estes últimos foram submetidos a um procedimento cirúrgico, no qual foi realizado uma incisão de 1 cm longitudinal sobre a articulação glenoumeral direita, tenotomia supraespinhal e infraespinhal e ressecção dos 5 mm distais para prevenir cicatrização. Além de outra incisão 5 mm sobre trapézio para corte do nervo supraescapular. Na cirurgia simulada foram realizados os mesmos passos, porém sem a tenotomia e denervação.
Resultados
O exame histológico mostrou que o supra e infraespinhal sofreram atrofia muscular significativa e progressiva após TT-DN durante as 6 semanas. Após 6 semanas, estavam atrofiados, com degeneração gordurosa maciça, principalmente o infraespinhal, com acúmulo significativo de lipideos entre as miofibras, além do aumento da deposição de colágeno. Estas alterações implicam na presença de células progenitoras fibróticas e adipogênicas residindo dentro do músculo esquelético.
As células progenitoras PDGRFβ+ foram rastreadas devido terem sido previamente marcadas com proteína fluorescente verde (GFP+). Com 5 dias e após 2 semanas de lesão, houve miogênese das células marcadas, porém, com 6 semanas, a miogênese diminuiu, e houve aumento dos adipócitos GFP+ e células fibroblasto-like GFP+. Estes achados implicam que células fibroadipogênicas se originam das células GFP+PDGRFβ+, portanto células progenitoras PDGRFβ+ do manguito rotador causam fibrose e adipogênese in vitro tempo-dependente após LMR maciça.
Os resultados de reação em cadeia da polimerase (PCR) realizados também coincidem com estes dados, mostrando um aumento na expressão de genes associados a indução da fibrose (colágeno III) e adipogênese (leptina) 6 semanas após lesão. Estes achados demonstram uma transição pós lesão de células perivasculares PDGRFβ+ de predominantemente miogênicas para predominantemente fibroadipogênicas.
No manguito rotador intacto e após cirurgia simulada, as células GFP+ estavam em espaços intersticiais e incorporados em vasos sanguíneos no perimisio. Porém, após 2 semanas de TT-DN, visualizamos adipócitos e tecido fibrótico desorganizado GFP+ nos músculos supra e infraespinhal. Após 6 semanas, visualizamos células GFP+ entre bandas de colágeno em padrão paralelo, formando uma estrutura mais grossa e mais organizada. A marcação imunológica demonstrou células PDGFRα + e PDGFRβ+ com GFP no tecido fibrótico, sugerindo que uma subpopulação de células PDGFRβ+ que co-expressa PDGFRα exibem características de células progenitoras fibroadipogênicas. Confirmamos a existência deste subtipo através de análise de citometria de fluxo, e observamos que estas células se localizam no tecido intersticial do manguito rotador.
Foram realizados culturas de células PDGFRβ+ PDGFRα+ com meio de indução com fator de crescimento transformador β1 (TGFβ1) e outras com TGFβ1 tratado com CWHM12. Na cultura padrão, estas células produzem mínimo colágeno, enquanto que com TGFβ1 há um aumento na produção de colágeno. Quando adicionamos CWHM12, a produção de colágeno retorna ao nível da cultura padrão. Estes dados indicam que o CWHM12 reduz fibrogênese gerada pelas células PDGFRβ+ PDGFRα+.
Discussão
Este é o primeiro artigo a descrever alterações fibróticas e degeneração gordurosa em um modelo fisiologicamente relevante (TT-DN). Outros artigos demonstraram alterações, porém, após lesão muscular mediada por toxinas – o que gera uma resposta similar a inflamação aguda. A deposição de matriz extracelular fibrótica difere nas lesões agudas e crônicas, e, portanto, o modelo de TT-DN melhor demonstra que exposição prolongada às condições patológicas promovem excessiva deposição de colágeno e degeneração gordurosa pelas células PDGFRα+.
Quando entendemos o papel das células PDGFRβ+ PDGFRα+ na fibrose e degeneração gordurosa, podemos criar estratégias clínicas para inibi-las. Estudos anteriores demonstraram que processos fibróticos são reversíveis quando visados em nível celular, por isso, pode ser possível reverter a fibrose do MR, assim como degeneração gordurosa, com o desenvolvimento de alvos moleculares usados no pré operatório, limitando degeneração gordurosa e permitindo a regeneração tecidual.
Pacientes com degeneração gordurosa do MR apresentam resultados clínicos pobres após tratamento cirúrgico ou conservador. Entender a etiologia desta degeneração gordurosa, a interação das células PDGFRβ+ PDGFRα+ no seu ambiente, nos levarão a protocolos clínicos que podem prevenir ou reverter degeneração gordurosa e melhorar os resultados dos pacientes.
Concluimos então que células PDGFRβ+ PDGFRα+ contribuem diretamente para fibrose muscular e degeneração gordurosa em LMR maciças em ratos, sendo que mais estudos devem ser realizados para avaliar o papel destas células no MR humano. A inibição pré operatória das células PDGFRβ+ PDGFRα+ pode representar um alvo atrativo para prevenção ou reversão das alterações fibroadipogênicas que estão associadas com grandes LMR.
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