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

Questo articolo del 2025 pubblicato su Scientific Reports da Ebrahimpour Gorji e colleghi, sotto la guida di un gruppo dell'Università di Scienze della Vita di Varsavia e con la collaborazione di ricercatori in Francia, Regno Unito e Iran, presenta una caratterizzazione combinata, istopatologica, biochimica e trascrittomica, del modello di ratto Sprague-Dawley DMD^mdx per la distrofia muscolare di Duchenne. Gli autori sostengono che questo modello di ratto rappresenti la DMD umana meglio del modello murino mdx ampiamente utilizzato, che mostra una rigenerazione muscolare insolitamente marcata e un fenotipo più lieve, e si propongono di delineare il panorama molecolare del muscolo distrofico in uno stadio intermedio della malattia. Sono stati studiati sette ratti privi di distrofina e sette esemplari della stessa cucciolata di tipo selvatico, tutti di circa quattro mesi di età. Il muscolo bicipite femorale è stato sottoposto a valutazione istologica mediante colorazione H&E, Picrosirius red e Koss; il plasma sanguigno è stato analizzato in base a diciannove parametri biochimici e gli omogenati muscolari sono stati esaminati per rilevare marcatori dello stato ossidativo, tra cui TAS, glutatione reduttasi, glutatione perossidasi, SOD e TBARS. Per la parte trascrittomica, l'RNA di quattro animali per genotipo è stato sequenziato e analizzato mediante allineamento HISAT2, quantificazione featureCounts, espressione differenziale DESeq2 e analisi di arricchimento GO/KEGG/Reactome.

I ratti distrofici hanno mostrato la patologia attesa: estesa necrosi multifocale delle miofibre, infiltrazione infiammatoria mononucleare, riduzione del diametro delle miofibre e marcata fibrosi interstiziale, con il tessuto connettivo che occupava il 44,3% della sezione trasversale del muscolo rispetto ad appena il 4,0% nei controlli di tipo selvatico. I marcatori plasmatici del danno muscolare erano fortemente elevati (CPK, LDH e ALT), insieme ad alterazioni dei livelli di calcio, sodio, fosforo, magnesio, potassio, glucosio e urea. La capacità antiossidante risultava notevolmente compromessa, con una riduzione del TAS e una minore attività della glutatione reduttasi e della glutatione perossidasi, mentre l'attività della SOD non differiva tra i gruppi. L'RNA-seq ha identificato 3.615 geni espressi in modo differenziale (1.824 sovraregolati e 1.791 sottoregolati), con un arricchimento relativo all'organizzazione del citoscheletro di actina, all'organizzazione della matrice extracellulare, al legame con gli ioni calcio e alla contrazione muscolare. Tra i principali geni strutturali e rigenerativi sottoregolati figuravano Dmd, Actc1, Col6a1, Mmp2, Igf1 e le miosine associate alla rigenerazione Myh3 e Myh8, mentre geni infiammatori e inibitori della via Wnt, come Tnfrsf19, Nos2 e Dkk1, risultavano sovraregolati. L'analisi KEGG ha evidenziato le vie di segnalazione MAPK e del calcio, mentre Reactome ha posto in risalto le vie immunitarie e quelle della matrice extracellulare. Gli autori concludono che il modello di ratto presenta un maggior numero di geni espressi in modo differenziale e una patologia più grave rispetto ai topi mdx, risultando quindi una piattaforma di maggiore rilevanza traslazionale, e collegano i risultati ottenuti a potenziali bersagli terapeutici, tra cui strategie antifibrotiche, antinfiammatorie e di modulazione della via PI3K/AKT.