Duchenne muscular dystrophy: an historical treatment review / Distrofia muscular de Duchenne: revisão histórica do tratamento

ABSTRACT In this review, we discuss the therapies used in the treatment of patients with Duchenne muscular dystrophy since the first description of the disease. A short description is given of the various theories based on disease pathogenesis, which give the substrates for the many therapeutic interventions. A brief review of the methods of evaluation used in therapeutic trials is made. Of all the treatments, the only drugs that are still considered able to modify the course of the disease are the corticosteroids (prednisone/prednisolone/deflazacort). Other drugs (coenzyme Q10 and creatine) have had a little effect in a few functions without adverse reactions. Idebenone seems to improve the respiratory function in the long term. The trials with mRNA transcription, through nonsense mutations or exon 51 skipping, show some beneficial results in a few functional tests, but they are limited to a small set of DMD patients.

RESUMO Nesta revisão são discutidas as terapêuticas empregadas no tratamento da distrofia muscular de Duchenne desde a descrição da doença. Apresentamos as diversas teorias que fundamentaram as intervenções terapêuticas, com uma breve descrição dos tipos de avaliação empregados nos ensaios terapêuticos. Dentre todos os tratamentos, a única medicação que até agora modificou o curso da doença foram os corticosteroides (prednisona/prednisolona/deflazacort). A coenzima Q10 e creatina tiveram algum efeito pequeno em algumas funções e evolução da doença sem efeitos colaterais. O idebenone mostrou efeito benéfico na função respiratória em longo prazo. As tentativas de intervir no gene da distrofina utilizando técnicas de transcrição do mRNA através das mutações sem sentido e técnicas que pulam o exon 51 mostram resultado muito discreto em algumas provas funcionais e limitado a uma parcela pequena de casos.

Low intensity training provokes adaptations on muscle fibrosis of a muscular dystrophy model / El entrenamiento de baja intensidad provoca adaptaciones en la fibrosis muscular de un modelo de distrofia muscular

Duchenne muscular dystrophy (DMD) is a genetic neuromuscular disorder with progressive clinical signs until death, around the second decade of life. Mdx is the most used animal model to pre-clinical studies of DMD. Parameters of exercise on this muscular disease are still unknown. This research aimed to investigate if the low intensity treadmill training would exacerbate the markers of muscle injury, fibrosis, and the composition of the extracellular matrix by type I and III collagens of the mdx model. Dystrophic 11-week-old male mice were separated in exercised (mdxE, n=8) and sedentary (mdxC, n=8) groups. Wild-type mice were used as control (WT, n=8). Exercised group underwent a LIT protocol (9 m/min, 30min, 3days/week, 60 days) on a horizontal treadmill. Gastrocnemius muscle was collected at day 60 and processed to morphological and morphometric analyzes. Sedentary mdx animals presented inflammatory infiltrate and necrotic fibers. Histochemical analysis revealed that the perimysium of the mdxC group is organized into thick and clustered collagen fibers, which generates a larger area of intramuscular collagen fibers for these animals. Histomorphometry attested that fraction area of collagen fibers of mdxC group was higher than mdxE group (p=0.04) and mdxE group values similar to WT group (p=1.00). Centrally located nuclei fibers and the variance coefficient (VC) of minimal Feret's diameter was similar in mdxE and mdxC groups (p=1.00) and both groups presented higher mean values than WT group (p<0.00). Immunohistochemistry revealed the presence of type I collagen mainly in the mdxC group. LIT protocol had not exacerbated muscle injuries resulting from the dystrophindeficiency membrane fragility at the same time that had reduced the intramuscular collagen deposition. LIT had positively influenced these markers of dystrophic muscle injury on gastrocnemius muscle of mdx model.

La distrofia muscular de Duchenne (DMD) es un trastorno neuromuscular genético con signos clínicos progresivos hasta la muerte, alrededor de la segunda década de la vida. Mdx es el modelo animal más utilizado para estudios preclínicos de DMD. Los parámetros del ejercicio en esta enfermedad muscular aún se desconocen. Esta investigación tuvo como objetivo investigar si el entrenamiento de cinta de baja intensidad exacerbaría los marcadores de lesión muscular, fibrosis y la composición de la matriz extracelular por colágenos tipo I y III del modelo mdx. Ratones machos de 11 semanas de edad con distrofia se separaron en grupos ejercitados (mdxE, n = 8) y sedentarios (mdxC, n = 8). Se usaron ratones de tipo salvaje como control (WT, n = 8). El grupo sometido a ejercicio se sometió a un protocolo LIT (9 m / min, 30 min, 3 días / semana, 60 días) en una cinta de trotar horizontal. El músculo gastrocnemio se retiró el día 60 y se procesó para realizar análisis morfológicos y morfométricos. Los animales sedentarios mdx presentaron infiltrado inflamatorio y fibras necróticas. El análisis histoquímico reveló que el perimisio del grupo mdxC está organizado en fibras de colágeno gruesas y agrupadas, lo que genera una mayor área de fibras de colágeno intramusculares para estos animales. La histomorfometría indicó que el área de fracción de las fibras de colágeno del grupo mdxC era más alta que el grupo mdxE (p = 0,04) y los valores del grupo mdxE eran similares al grupo WT (p = 1,00). Las fibras de los núcleos ubicados centralmente y el coeficiente de varianza (VC) del diámetro mínimo de Feret fueron similares en los grupos mdxE y mdxC (p = 1,00) y ambos grupos presentaron valores medios más altos que el grupo WT (p <0,00). La inmunohistoquímica reveló la presencia de colágeno tipo I principalmente en el grupo mdxC. El protocolo LIT no había agravado las lesiones musculares resultantes de la fragilidad de la membrana con deficiencia de distrofina al mismo tiempo que había reducido la deposición intramuscular de colágeno. LIT ha influido positivamente en estos marcadores de lesión muscular distrófica en el músculo gastrocnemio del modelo mdx.

Erythropoietin reduces the expression of myostatin in mdx dystrophic mice

Erythropoietin (EPO) has been well characterized as a renal glycoprotein hormone regulating red blood cell production by inhibiting apoptosis of erythrocyte progenitors in hematopoietic tissues. EPO exerts regulatory effects in cardiac and skeletal muscles. Duchenne muscular dystrophy is a lethal degenerative disorder of skeletal and cardiac muscle. In this study, we tested the possible therapeutic beneficial effect of recombinant EPO (rhEPO) in dystrophic muscles in mdx mice. Total strength was measured using a force transducer coupled to a computer. Gene expression for myostatin, transforming growth factor-β1 (TGF-β1), and tumor necrosis factor-α (TNF-α) was determined by quantitative real time polymerase chain reaction. Myostatin expression was significantly decreased in quadriceps from mdx mice treated with rhEPO (rhEPO=0.60±0.11, control=1.07±0.11). On the other hand, rhEPO had no significant effect on the expression of TGF-β1 (rhEPO=0.95±0.14, control=1.05±0.16) and TNF-α (rhEPO=0.73±0.20, control=1.01±0.09). These results may help to clarify some of the direct actions of EPO on skeletal muscle.

Alterações fisiológicas e metabólicas em indivíduo com distrofia muscular de Duchenne durante tratamento fisioterapêutico: um estudo de caso / Physiological and metabolic alterations in Duchenne's muscular dystrophy patient during a physiotherapeutic treatment: a case study

O tratamento fisioterapêutico tem fundamental importância na manutenção da qualidade de vida desses pacientes. Contudo, existe grande dificuldade em graduar o grau de cansaço e o limite de exigência da musculatura durante o tratamento. Adicionalmente, não existe na literatura descrição sobre alterações fisiológicas e metabólicas durante uma atividade de esforço nessa população específica. OBJETIVOS: O presente trabalho teve como objetivos avaliar as alterações fisiológicas e metabólicas em indivíduo com DMD durante um programa de fisioterapia, relacionando-as com apercepção subjetiva de esforço (PSE). METODOLOGIA: Este estudo foi realizado na Clínica de Prevenção e Reabilitação Física da Universidade do Estado de Santa Catarina (UDESC). O sujeito do estudo foi um paciente com DMD (sexo masculino, 17 anos). Foram coletados dados de concentrações plasmáticas de lactato e glicose, frequência cardíaca e frequência respiratória, pressão arterial e percepção de esforço segundo a escala de PSE CR10 de Borg. Os dados foram coletados aos 0, 15, 30 e 45minutos de atendimento fisioterapêutico. A sessão de fisioterapia foi dividida em 3 etapas com atividade de intensidade e exigência muscular crescentes. Foram realizados 6 atendimentos. RESULTADOS: Os resultados demonstraram PSE crescente durante a sessão de fisioterapia. Foi verificada uma relação linear entre as variáveis metabólicas e a PSE. Já as variáveis fisiológicas não demonstraram relação proporcional com a PSE. CONCLUSÃO: Sugere-se que a PSE é uma forma simples de monitoramento do cansaço de pacientes com DMD, durante o tratamento fisioterapêutico.

Duchenne and Becker muscular dystrophy: a molecular and immunohistochemical approach

Duchenne muscular dystrophy (DMD) and Becker muscular dystrophy (BMD) are caused by mutations in the dystrophin gene. We studied 106 patients with a diagnosis of probable DMD/BMD by analyzing 20 exons of the dystrophin gene in their blood and, in some of the cases, by immunohistochemical assays for dystrophin in muscle biopsies. In 71.7 percent of the patients, deletions were found in at least one of the exons; 68 percent of these deletions were in the hot-spot 3' region. Deletions were found in 81.5 percent of the DMD cases and in all the BMD cases. The cases without deletions, which included the only woman in the study with DMD, had dystrophin deficiency. The symptomatic female carriers had no deletions but had abnormal dystrophin distribution in the sarcolemma (discontinuous immunostains). The following diagnoses were made for the remaining cases without deletions with the aid of a muscle biopsy: spinal muscular atrophy, congenital myopathy; sarcoglycan deficiency and unclassified limb-girdle muscular dystrophy. Dystrophin analysis by immunohistochemistry continues to be the most specific method for diagnosis of DMD/BMD and should be used when no exon deletions are found in the dystrophin gene in the blood.

As distrofias musculares de Duchenne (DMD) e de Becker (DMB) são doenças causadas por mutação no gene da distrofina. Foram estudados 106 casos com a suspeita diagnóstica de DMD/BMD com a analise de 20 exons do gene da distrofina no sangue e biópsia muscular com imuno-histoquímica para distrofina em alguns casos. Em 71,7 por cento dos casos foi encontrada deleção em pelo menos um dos exons, sendo que 68 por cento das deleções localizam-se na região 3' hot spot. Foram encontradas deleções em 81,5 por cento dos DMD e em todos os BMD, sendo que os sem deleção tinham deficiência de distrofina, incluindo a mulher com DMD. As portadoras sintomáticas não tinham deleções mas anormalidades na distribuição da distrofina no sarcolema. Os outros casos sem deleção, com auxilio da biópsia muscular tiveram outros diagnósticos (atrofia muscular espinhal, miopatia congênita, deficiência de sarcoglicanos, distrofia de cinturas-membros sem classificação). A análise imuno-histoquímica para distrofina na biópsia muscular continua sendo o método mais específico para diagnóstico de DMD/DMB e deve ser utilizado quando não são encontradas deleções do gene da distrophina no sangue.