Restoration of nNOS\03BC function in the MDX mouse model of Duchenne muscular distrophy.
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2013
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La Óxido Nítrico Sintasa Neuronal (nNOS) es una enzima regulada por Ca2+/calmodulina que sintetiza óxido nítrico (ON) desde L-arginina. Existen al menos 4 variantes de splicing para nNOS. nNOS\03BC es una isoforma que posee un inserto de 34 aminoácidos y que es específicamente expresada en músculo esquelético y cardiaco. En el músculo normal, nNOS\03BC se localiza principalmente en el lado citosólico de la membrana plasmática, el sarcolema, por unión a \03B1-sintrofina, un miembro del complejo glicoproteico asociado a la distrofina (DGC). La localización sarcolemal de nNOS\03BC es crítica para oponerse a la vasoconstricción simpática y mantener un flujo sanguíneo apropiado a los músculos activos durante el ejercicio. La expresión, localización sarcolemal y/o la señalización de nNOS\03BC se encuentran alteradas en varias enfermedades neuromusculares, incluyendo la distrofia muscular de Duchenne (DMD). DMD es un desorden devastador ligado al cromosoma X que comienza en la niñez con dificultad para caminar y correr; progresa con la pérdida de la capacidad ambulatoria en la adolescencia temprana, seguido por perdida de la función de brazos, tronco, y fallas cardiacas y respiratorias. La muerte es común en la adultez temprana. DMD, y el desorden alélico menos severo, la distrofia muscular de Becker, se producen por mutaciones en el gen de la distrofina. En éstas y otras distrofias musculares, existe una necesidad crítica y urgente por tratamientos seguros y eficaces para disminuir la progresión de la enfermedad. Tales terapias reducirán la carga de la enfermedad, mejorarán la calidad de vida y otorgarán tiempo hasta que los tratamientos que se dirigen al defecto genético primario estén totalmente desarrollados, sean económicamente alcanzables y ampliamente distribuidos.
Nosotros hipotetizamos que nNOS\03BC es un importante modulador de la función muscular, y que la pérdida de nNOS\03BC contribuye a la patogénesis de enfermedades neuromusculares, incluyendo DMD. Postulamos que la expresión de un transgen para nNOS\03BC mejoraría la función muscular en el ratón mdx, modelo de DMD, y que el grado de mejora de la patología distrófica depende de la localización de nNOS\03BC. Hemos generado, usando inyección pronuclear, ratones transgénicos que expresan nNOS\03BC o nNOS\03BC-RAS, un constructo modificado que permite la localización sarcolemal a pesar de la ausencia de distrofina. Estos transgénicos han sido cruzados en el background del ratón mdx, donde el efecto en la función muscular fue evaluado en diafragma y en el músculo Tibial anterior. Experimentos funcionales indican que nNOS\03BC localizado en el sarcolema, pero no nNOS\03BC citosólico, disminuye la fatiga muscular y el daño inducido con contracciones excéntricas en el músculo esquelético. Por otro lado, la sobre-expresión de nNOS\03BC en el citoplasma podría llevar a aumentar la susceptibilidad a la fatiga en el diafragma. Nuestra caracterización sugiere que un aumento en la regeneración, un posible desplazamiento en los tipos de fibras hacia fibras menos fatigables, y la recuperación de algunos miembros del DGC en el sarcolema, están entre los efectos que median la mejora de la función muscular.
Nosotros hipotetizamos que nNOS\03BC es un importante modulador de la función muscular, y que la pérdida de nNOS\03BC contribuye a la patogénesis de enfermedades neuromusculares, incluyendo DMD. Postulamos que la expresión de un transgen para nNOS\03BC mejoraría la función muscular en el ratón mdx, modelo de DMD, y que el grado de mejora de la patología distrófica depende de la localización de nNOS\03BC. Hemos generado, usando inyección pronuclear, ratones transgénicos que expresan nNOS\03BC o nNOS\03BC-RAS, un constructo modificado que permite la localización sarcolemal a pesar de la ausencia de distrofina. Estos transgénicos han sido cruzados en el background del ratón mdx, donde el efecto en la función muscular fue evaluado en diafragma y en el músculo Tibial anterior. Experimentos funcionales indican que nNOS\03BC localizado en el sarcolema, pero no nNOS\03BC citosólico, disminuye la fatiga muscular y el daño inducido con contracciones excéntricas en el músculo esquelético. Por otro lado, la sobre-expresión de nNOS\03BC en el citoplasma podría llevar a aumentar la susceptibilidad a la fatiga en el diafragma. Nuestra caracterización sugiere que un aumento en la regeneración, un posible desplazamiento en los tipos de fibras hacia fibras menos fatigables, y la recuperación de algunos miembros del DGC en el sarcolema, están entre los efectos que median la mejora de la función muscular.
Description
Tesis (Doctor en Ciencias Biológicas, mención en Biología Celular y Molecular)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2013