Effect of Thymoquinone on skeletal muscle regeneration via assessment of Pax-7 and Myo-D expression in the DMBA-treated hamster pouch / Efeito da Timoquinona na regeneração muscular esquelética através da avaliação da expressão das proteínas Pax-7 e Myo-D em bolsa jugal de hamsters tratados com DMBA

Objective: Pax-7 and Myo-D regulate satellite cells' activation and differentiation, thus muscle regeneration following damage. This research aimed to investigate the effect of Thymoquinone (TQ) on skeletal muscle regeneration following 7,12-dimethylbenz-(a)-anthracene (DMBA)-induced injury in the hamster buccal pouch via immunohistochemical assessment of Pax-7 and Myo-D expression. Material and Methods: 65 male golden Syrian hamsters were divided into 3 groups: Group 1: (n=5) received no treatment. Group 2: (n=20) served as a positive control. The left buccal pouches were painted with the carcinogen 3/week/ 6weeks. Group 3: (n=40) were subdivided into two equal sub-groups as follows: Group 3a: (n=20) were given one i.p. TQ injection. Group 3b: (n=20) were given two i.p. TQ injections. Five animals from each group (2 and 3) were euthanized at 24, 48 hrs, one, and two weeks after the last injection. A blood sample (2 ml) was withdrawn for assessment of TNF-α levels in serum. Serial sections of the pouches were examined histologically (H&E), and immunohistochemically (IHC) for the detection of Pax-7 and Myo-D proteins. Results: double i.p injections of TQ resulted in a significant elevation in the level of TNF-α from the second-day post-injection with a progressive formation of the muscle fibers (MFs) and mononuclear cells (MNCs) around the deeper blood vessels. At 14 days, no statistically significant difference was found between this group and group '2', while the difference remained significant compared to groups '1' and '3a'. The muscle fibers were more mature and compact. IHC results showed positive expression of the perivascular mononuclear cells (MNCs) to both Pax-7 and Myo-D with positive reactivity of the peripheral nuclei of muscle fibers to Pax-7 compared to the negative reaction in the positive control group. Conclusion: early and two TQ injections had a promising effect on the induction of striated muscle regeneration, mainly by non-myogenic stem cells (AU)

Objetivo: Pax-7 e Myo-D regulam a ativação e diferenciação de células satélites durante a regeneração muscular pós-trauma. Assim, objetivamos investigar o efeito da timoquinona (TQ) na regeneração muscular esquelética após injúria causada por 7,12 dimetilbenzantraceno (DMBA) em bolsa jugal de hamsters, através da análise imuno-histoquímica de Pax-7 e Myo-D. Material e Métodos: 65 hamsters-sírios machos foram divididos em 3 grupos: Grupo 1: (n=5) controle negativo, sem tratamento. Grupo 2: (n=20) controle positivo. A bolsa jugal do lado esquerdo recebeu aplicação do DMBA por 3 e 6 semanas. Grupo 3: (n=40) receberam aplicação de DMBA e foram então subdivididos em: Grupo 3a: (n=20) que recebeu 1 injeção intraperitoneal (ip) de TQ e Grupo 3b: (n=20) que recebeu duas injeções ip de TQ. Cinco animais dos grupos 2 e 3 foram eutanasiados em 24 horas, 48 horas, 7 dias e 14 dias após a administração de DMBA e da última injeção de TQ. Amostras de sangue (2 ml) foram coletadas para avaliação dos níveis séricos de TNF-α. Cortes seriados da bolsa jugal dos animais foram analisados histologicamente (H&E), e através de imunohistoquimica (IHC) para avaliação das proteínas Pax-7 e Myo-D. Resultados: duas injeções ip de TQ aumentaram os níveis séricos TNF-α à partir do segundo dia pós-administração com formação progressiva de fibras musculares (MFs) e células mononucleares (MNCs) ao redor dos vasos sanguíneos. No dia 14, não houve diferença estatística entre o grupo 3b e o grupo 2, enquanto a diferença permaneceu entre o grupo 1 e 3a. As MFs apresentavam-se mais maduras e compactas. A IHC mostrou expressão de Pax-7 e Myo-D nas MNCs ao redor dos vasos, e houve expressão nuclear de Pax-7 nas MFs no grupo 2. Conclusão: ambos regimes de administração do TQ, 1 ou 2 aplicações ip, apresentaram efeito promissor na indução da regeneração muscular esquelética, principalmente nas células não-miogênicas.(AU)

Efeito do LASER de baixa intensidade associado à terapia com antiveneno na modulação do processo inflamatório e no reparo da mionecrose de camundongos injetados com veneno de Bothrops jararacussu

Objetivo: Avaliar se a fotobiomodulação isolada e em associação com a soroterapia, modula fatores pró- e anti-inflamatórios, bem como o reparo e a função motora de músculos de camundongos injetados com veneno de Bothrops jararacussu. Métodos: Camundongos (Swiss, machos, 45 dias, 18-22g) foram submetidos experimentalmente a modelo de mionecrose causada por reações locais desencadeadas pelo envenenamento botrópico (injeção intra-muscular na pata posterior direita), soroterapia (uma única vez, pela via intra-venosa, 45 minutos após o envenenamento) e fotobiomodulação (LASER de baixa intensidade - 660nm, potência média de 100mW e dose de 3,0J de energia). Em seguida, foram distribuídos nos seguintes grupos: veneno (V), antiveneno (A), LASER (L), antiveneno+LBI (AL) e controle (C). A fotobiomodulação ocorreu no músculo envenenado e a cada 24h, por até 14. Incilamente foi testada a ação miotóxica do modelo de lesão proposto e após estes procedimentos, foram coletadas amostras de tecido muscular: 4 horas, 1, 7, 14 e 21 dias pós-envenenamento; para realização de análises histológicas, dosagem de mieloperoxidase (MPO) e N-acetil-β-D-glicosaminidase (NAG), níveis de CK-residual, citocinas (método de ELISA): IL-1β, TNF-⍺, IL-6 e IL-10 e (método de Western Blotting) CD68, CD206, VEGF, TGF-βMyoD, além da realização de teste funcionais: rotarod e análise da marcha. Resultados: As análises dos desfechos propostos e as comparações intergrupos, demonstraram que o protocolo de fotobiomodulação associado à soroterapia promoveu a presença de áreas de maior concentração de características de regeneração muscular, detectadas nas análises histológicas e mediante o aumento dos níveis de CK-residual. Além disso, apresentou aspectos de proteção do tecido muscular, uma vez que conteve os níveis de infiltrado inflamatório neutrofílico nos tempos mais precoces do presente estudo. Foram identificados melhores índices funcionais e detectadas características anti-inflamatórias e reparadoras da lesão, mediante os aumentos dos níveis de CD206, IL-10, TGF-β e MyoD. Conclusões: O protocolo de fotobiomodulação, principalmente quando associado à soroterapia; se mostrou efetivo para modular os fatores anti-inflamatórios, regenerativos e as características funcionais.

Regulação e ativação das células satélites durante a regeneração muscular / Regulation and activation of satellite cells during musculoskeletal regeneration

Os avanços da biologia molecular, biologia celular e genética tem melhorado muito a nossa compreensão da biologia do músculo esquelético, demonstrando que as características biológicas das células satélites (CSs) são fundamentais no processo de regeneração muscular. O potencial terapêutico destas células vem sendo discutido pela literatura, por isso o entendimento do metabolismo e a regulação das células precursoras das fibras musculares merece atenção. Assim, o objetivo desta revisão narrativa é apresentar aspectos relacionados aos fatores de regulação das células satélites durante o processo de regeneração do músculo esquelético. A regeneração do músculo esquelético é um processo orquestrado que envolve a ativação e diferenciação das CSs. As interações celulares ocorrem com os diversos fatores miogênicos, de crescimento e hormonais. Entre eles destacam-se o HGF (fator de crescimento hepatocitário), IGF (fator de crescimento semelhante a insulina), MRFs (fatores regulatórios miogênicos), IL-6 (interleucina-6), VEGF (fator de crescimento vascular endotelial), Myf5 (fator miogênico 5), MRf4 (fator miogênico 4), MyoD (fator miogênico 1), androgênios e outros hormônios como a insulina. Todos estes fatores são dinâmicos e podem levar a uma maior compreensão da participação dessas células nos processos de regeneração tecidual. A interação com essas células promove ações positivas e negativas, levando a ativação ou inibição de suas atividades. O processo inflamatório e os fatores de crescimento atuam positivamente na diferenciação e proliferação celular. Entretanto, anti-inflamatórios, glicocorticoides e hormônios tireoidianos (T3) em excesso podem alterar o ciclo dessas células essenciais para o remodelamento tecidual. O entendimento de suas relações com as alterações fenotípicas e a sinalização que induzem modificações musculares é importante para o planejamento de estratégias de reabilitação e futuras terapias celulares.(AU)

The advance of molecular biology, cell biology and genetics has greatly improved our understanding of skeletal muscle biology, demonstrating that the biological characteristics of satellite cells (SCs) are essential in muscle regeneration. The therapeutic potential of these cells has been discussed in the literature, so the understanding of metabolism and regulation of precursor cells of the muscle fibers requires attention. The aim of this narrative review is to show aspects related to the regulatory factors of satellite cells during the process of skeletal muscle regeneration. Regeneration of skeletal muscle is an orchestrated process involving the activation and differentiation of SCs. The cellular interactions occur with various myogenic factors, growth factors and hormones. Stand out from HGF (Hepatocyte growth factor), IGF (insulin-like growth factor), MRFs (myogenic regulatory factors), IL-6 (interleukin-6), VEGF (vascular endothelial growth factor), Myf5 (myogenic factor 5), MRF4 (myogenic factor 4), MyoD (myogenic factor 1), androgens and other hormones such as insulin. All these factors are dynamic and can lead to a greater understanding of the role of cells in tissue regeneration processes. The interaction with these cells promotes positive and negative actions, leading to activation or inhibition of its activities. The inflammation and growth factors act positively on cell differentiation and proliferation. However, antiinflammatory, glucocorticoid and excess thyroid hormone (T3) may change the cycle of these cells essential to tissue remodeling. Understanding their relationship with the phenotypic changes and the signs inducing muscle changes is important for planning rehabilitation strategies and future cell therapies.(AU)