Transcriptomic profiling of skeletal muscle in the DMDmdx rat model of Duchenne muscular dystrophy

Αυτή η εργασία του 2025 στο Scientific Reports, από τους Ebrahimpour Gorji και συνεργάτες, με επικεφαλής ομάδα του Πανεπιστημίου Επιστημών Ζωής της Βαρσοβίας και συνεργάτες στη Γαλλία, το Ηνωμένο Βασίλειο και το Ιράν, παρουσιάζει έναν συνδυασμένο ιστοπαθολογικό, βιοχημικό και μεταγραφωμικό χαρακτηρισμό του μοντέλου αρουραίου Sprague-Dawley DMD^mdx για τη μυϊκή δυστροφία Duchenne. Οι συγγραφείς υποστηρίζουν ότι αυτό το μοντέλο αρουραίου αποτελεί καλύτερο υποκατάστατο της ανθρώπινης DMD από το ευρέως χρησιμοποιούμενο ποντίκι mdx, το οποίο παρουσιάζει ασυνήθιστα έντονη μυϊκή αναγέννηση και ηπιότερο φαινότυπο. Στόχος τους ήταν να χαρτογραφήσουν το μοριακό τοπίο του δυστροφικού μυός σε ενδιάμεσο στάδιο της νόσου. Μελετήθηκαν επτά αρουραίοι με έλλειψη δυστροφίνης και επτά υγιή αδέλφια τους, σε ηλικία περίπου τεσσάρων μηνών. Ο μυς biceps femoris εξετάστηκε ιστολογικά με χρώσεις H&E, Picrosirius red και Koss, το πλάσμα του αίματος αναλύθηκε ως προς δεκαεννέα βιοχημικές παραμέτρους, και τα ομογενοποιημένα μυϊκά δείγματα ελέγχθηκαν ως προς δείκτες οξειδωτικής κατάστασης, όπως TAS, γλουταθειονική αναγωγάση, γλουταθειονική peroxidase, SOD και TBARS. Για το μεταγραφωμικό μέρος, το RNA τεσσάρων ζώων ανά γονότυπο αλληλουχήθηκε και αναλύθηκε με HISAT2 για στοίχιση, featureCounts για ποσοτικοποίηση, DESeq2 για διαφορική έκφραση και ανάλυση εμπλουτισμού GO/KEGG/Reactome.

Οι δυστροφικοί αρουραίοι εμφάνισαν την αναμενόμενη παθολογία: εκτεταμένη πολυεστιακή νέκρωση μυϊνών ινών, μονοπύρηνη φλεγμονώδη διήθηση, μειωμένη διάμετρο μυϊκών ινών και έντονη διάμεση ίνωση, με τον συνδετικό ιστό να καταλαμβάνει το 44,3% της διατομής του μυός, έναντι μόλις 4,0% στους υγιείς μάρτυρες. Οι δείκτες βλάβης του μυός στο πλάσμα ήταν έντονα αυξημένοι (CPK, LDH και ALT), ενώ παρατηρήθηκαν διαταραχές στο ασβέστιο, το νάτριο, τον φώσφορο, το μαγνήσιο, το κάλιο, τη γλυκόζη και την ουρία. Η αντιοξειδωτική ικανότητα ήταν σημαντικά εξασθενημένη, με μειωμένο TAS και χαμηλότερη δραστηριότητα της γλουταθειονικής αναγωγάσης και peroxidase, ενώ η δραστηριότητα της SOD δεν διέφερε μεταξύ των ομάδων. Το RNA-seq εντόπισε 3.615 διαφορικά εκφρασμένα γονίδια (1.824 με αυξημένη και 1.791 με μειωμένη έκφραση), εμπλουτισμένα στην οργάνωση του ακτινικού κυτταροσκελετού, στην οργάνωση της εξωκυτταρίου μήτρας, στη δέσμευση ιόντων ασβεστίου και στη μυϊκή συστολή. Βασικά δομικά και αναγεννητικά γονίδια είχαν μειωμένη έκφραση, μεταξύ των οποίων τα Dmd, Actc1, Col6a1, Mmp2, Igf1 και οι μυοσίνες που σχετίζονται με την αναγέννηση, Myh3 και Myh8. Αντίθετα, φλεγμονώδη γονίδια και γονίδια που αναστέλλουν τη σηματοδότηση Wnt, όπως τα Tnfrsf19, Nos2 και Dkk1, είχαν αυξημένη έκφραση. Η ανάλυση KEGG ανέδειξε τις οδούς σηματοδότησης MAPK και ασβεστίου, ενώ η Reactome έδωσε έμφαση στις ανοσολογικές οδούς και στις οδούς της εξωκυτταρίου μήτρας. Οι συγγραφείς συμπεραίνουν ότι το μοντέλο αρουραίου παράγει περισσότερα DEGs και πιο σοβαρή παθολογία από τα ποντίκια mdx, γεγονός που το καθιστά πλατφόρμα μεγαλύτερης μεταφραστικής σημασίας. Επίσης, συνδέουν τα ευρήματα με πιθανούς θεραπευτικούς στόχους, μεταξύ των οποίων αντιινωτικές, αντιφλεγμονώδεις και στρατηγικές διαμόρφωσης της οδού PI3K/AKT.