Avaliação do processo de desenvolvimento muscular na distrofia muscular das cinturas tipo 2B
| Ano de defesa: | 2024 |
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| Tipo de documento: | Tese |
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Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/41/41131/tde-24012025-135512/ |
Resumo: | O músculo esquelético é um tecido abundante no corpo humano e bastante especializado em funções como locomoção, sustentação e reserva energética. A capacidade regenerativa desde tecido após lesões é marcante, e uma extensa e complexa rede de mecanismos que envolve inúmeros genes e proteínas são recrutadas para realizar tal função. Doenças neuromusculares, como as Distrofias Musculares, são resultantes de mutações em genes cujos papeis são essenciais para o correto funcionamento do músculo. A Distrofia Muscular de Cinturas 2B (DMC2B) é decorrente de mutações patogênicas no gene DYSF que codifica a proteína disferlina, e que atua na regeneração muscular e reparo de membranas. Estudos anteriores realizados pelo nosso grupo utilizando mioblastos humanos de um paciente DMC2B evidenciaram um prejuízo na diferenciação dos mioblastos pela formação de miotubos menores e contendo menos núcleos. Resultados adicionais mostraram que, em camundongos distróficos, a capacidade regenerativa é mantida, mas as fibras musculares permanecem pequenas e imaturas. Assim, neste trabalho, investigamos o efeito da ausência da proteína disferlina no processo de diferenciação e maturação das fibras musculares in vitro através da análise da expressão de genes e proteínas associadas ao processo em linhagens adicionais de mioblastos de três pacientes com DMC2B. Nós identificamos que a diferenciação celular nestas linhagens está de fato prejudicada, pela significante redução no tamanho dos miotubos e pelo predomínio de pequenos miotubos com poucos núcleos. Conseguimos comprovar este efeito através do silenciamento do gene DYSF por CRISPR/Cas9 em mioblastos normais, confirmando o papel importante da disferlina na miogênese. Vimos que a ausência de disferlina não altera significantemente a expressão de genes associados ao desenvolvimento muscular e de novos genes identificados recentemente com o processo. Também pudemos demonstrar que as linhagens DMC2B possuem um perfil de expressão gênica global que difere dos controles especialmente em vias e processos biológicos associados à organização e regulação do citoesqueleto que estão intrinsicamente relacionadas ao desenvolvimento muscular. Assim, trouxemos evidências que indicam que a deficiência da disferlina está relacionada a um atraso no processo miogênico, em que a expressão de alguns genes não acompanha o mesmo padrão observado nas células normais. Por fim, reportamos o estudo de uma família com pacientes afetados por DMC2B estudada há bastante tempo. Neste estudo, identificamos as mutações patogênicas no gene DYSF causadoras da doença, e pudemos correlacionar a presença de uma das mutações com um background genético europeu que pode estar associado à grande variabilidade clínica existente entre os indivíduos afetados da família. |
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Estudos anteriores realizados pelo nosso grupo utilizando mioblastos humanos de um paciente DMC2B evidenciaram um prejuízo na diferenciação dos mioblastos pela formação de miotubos menores e contendo menos núcleos. Resultados adicionais mostraram que, em camundongos distróficos, a capacidade regenerativa é mantida, mas as fibras musculares permanecem pequenas e imaturas. Assim, neste trabalho, investigamos o efeito da ausência da proteína disferlina no processo de diferenciação e maturação das fibras musculares in vitro através da análise da expressão de genes e proteínas associadas ao processo em linhagens adicionais de mioblastos de três pacientes com DMC2B. Nós identificamos que a diferenciação celular nestas linhagens está de fato prejudicada, pela significante redução no tamanho dos miotubos e pelo predomínio de pequenos miotubos com poucos núcleos. 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Neste estudo, identificamos as mutações patogênicas no gene DYSF causadoras da doença, e pudemos correlacionar a presença de uma das mutações com um background genético europeu que pode estar associado à grande variabilidade clínica existente entre os indivíduos afetados da família.Skeletal muscle is an abundant and highly specialized tissue in the human body, performing functions such as locomotion, support, and energy storage. The regenerative capacity of this tissue after injuries is remarkable, and a complex and extensive network of mechanisms involving numerous genes and proteins is recruited to execute this function. Neuromuscular diseases, such as Muscular Dystrophies, result from mutations in genes that play essential roles in the proper functioning of muscle. Limb-Girdle Muscular Dystrophy 2B (LGMD2B) arises from pathogenic mutations in the DYSF gene, which encodes the protein dysferlin, involved in muscle regeneration and membrane repair. Previous studies conducted by our group using human myoblasts from an LGMD2B patient revealed an impairment in myoblast differentiation, characterized by the formation of smaller myotubes with fewer nuclei. Additional results showed that, in dystrophic mice, the regenerative capacity is maintained, but the muscle fibers remain small and immature. Therefore, in this study, we investigated the effect of dysferlin absence on the differentiation and maturation process of muscle fibers in vitro by analyzing the expression of genes and proteins associated with the process in additional myoblast lines from three LGMD2B patients. We identified that cellular differentiation in these lines is indeed impaired, as evidenced by the significant reduction in myotube size and the predominance of small myotubes with few nuclei. We confirmed this effect through the silencing of the DYSF gene by CRISPR/Cas9 in normal myoblasts, highlighting the crucial role of dysferlin in myogenesis. We found that the absence of dysferlin does not significantly alter the expression of genes associated with muscle development and newly identified genes involved in the process. Furthermore, we demonstrated that LGMD2B muscle cells exhibit a global gene expression profile that differs from controls, especially in pathways and biological processes associated with cytoskeleton organization and regulation, which are intrinsically related to muscle development. Thus, we provided evidence indicating that dysferlin deficiency is related to a delay in the myogenic process, wherein the expression of some genes does not follow the same pattern observed in normal cells. Finally, we report the study of a family with LGMD2B-affected patients that has been extensively studied over time. In this study, we identified the pathogenic mutations in the DYSF gene causing the disease and correlated the presence of one of the mutations with a European genetic background, which may be associated with the significant clinical variability observed among the affected individuals in the family.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPVainzof, MarizSouza, Lucas Santos e2024-11-01info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/41/41131/tde-24012025-135512/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPReter o conteúdo por motivos de patente, publicação e/ou direitos autoriais.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-01-27T19:54:02Zoai:teses.usp.br:tde-24012025-135512Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-01-27T19:54:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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