El SFEMG se usa comúnmente para pruebas diagnósticas en pacientes con sospecha de formas autoinmunes, adquiridas y genéticas de la enfermedad NMJ. La SFEMG es considerada la prueba más sensible para el diagnóstico del trastorno de la NMJ, miastenia gravis20,21. La estimulación nerviosa repetitiva (RNS) es otro método que se utiliza con mayor frecuencia en las pruebas diagnósticas clínicas y consiste en estimular un nervio periférico con una serie de estímulos y cuantificar la respuesta potencial de acción muscular compuesta sumada del músculo inervado 5,22. El RNS ha demostrado consistentemente tener una sensibilidad significativamente menor en comparación con el SFEMG23,24. La ventaja del SFEMG radica en la capacidad de evaluar selectivamente las fibras musculares individuales y cuantificar no solo el fallo de la transmisión (bloqueo) de NMJ, sino también la variabilidad (jitter)2,25,26. Si bien es una prueba establecida y sensible en el entorno clínico, la SFEMG solo se ha aplicado con poca frecuencia en la investigación preclínica 4,5,9,10,11,12,13,14,15,16 . Los modelos animales de enfermedades neuromusculares desempeñan un papel fundamental en la determinación de los mecanismos subyacentes de las enfermedades humanas y en el desarrollo de intervenciones terapéuticas. La capacidad de aplicar medidas de resultado y biomarcadores, como el SFEMG, en diferentes especies puede agilizar y acelerar la transición de descubrimientos preclínicos prometedores a estudios clínicos en humanos27. Por ejemplo, un estudio multicéntrico realizado en Japón se centró en establecer valores de referencia para el SFEMG utilizando agujas concéntricas en sujetos humanos sanos. El estudio indicó que los valores de corte recomendados para la MCD individual fueron de 58,8 μs para el SFEMG estimulado en el músculo extensor de los dedos comunes (EDC)28. Cabe destacar que el músculo gastrocnemio no suele estar sometido a SFEMG, siendo el EDC el músculo más cercano estudiado en este contexto. En consecuencia, se observó que los valores de fluctuación de fase que obtuvimos de las ratas eran inferiores a los informados en los estudios clínicos. Estas discrepancias sugieren que la distribución del factor de seguridad varía según el músculo y la especie considerada.
En este informe, presentamos un enfoque escalonado para la aplicación de SFEMG estimulado en roedores, incluidos los pasos para la preparación de los animales, la colocación de electrodos, el registro del potencial de acción de una sola fibra y los análisis. Además, presentamos datos representativos en un modelo inducido de falla de NMJ (administración de rocuronio) para ayudar a demostrar claramente los conceptos de aumento de fluctuación y bloqueo, así como el concepto de todo o nada de un potencial de acción de una sola fibra en el registro de SFEMG. Anteriormente, en un estudio experimental, una rata sin el agente bloqueante mostró un cambio menor en la MCD (alrededor de 10 μs) sin bloqueo en los primeros 3000 s. Por el contrario, una rata inyectada con 0,08 mg/Kg de vecuronio mostró un aumento de la fluctuación después de 200 s, lo que llevó a un bloqueo alrededor de 500 s, con una MCD inicial de alrededor de 50 μs, lo que coincide con nuestros resultados17. Establecer la dosis correcta de rocuronio en las ratas fue esencial para alcanzar el nivel objetivo de bloqueo neuromuscular y mitigar las posibles complicaciones. Mientras que varios estudios emplearon dosis que oscilaron entre 0,1 mg/kg y 5 mg/kg para inducir la parálisis muscular 17,29,30, optamos por una dosis de 0,05 mg/kg. Esta elección se alinea con el reconocimiento de que el deterioro de la NMJ se inicia antes del inicio de la parálisis muscular.
La adquisición de respuestas de potencial de acción de una sola fibra utilizando SFEMG implica varios pasos cruciales. En particular, la obtención de registros selectivos requiere práctica para realizar varias tareas al mismo tiempo, incluida la administración adecuada de la estimulación nerviosa mientras se adquieren respuestas adecuadas. Durante las grabaciones, el electrodo de registro SFEMG se inserta y ajusta cuidadosamente con movimientos pequeños y constantes para minimizar el trauma muscular y mejorar el rendimiento. Una vez que se ha identificado un potencial de acción, se deben realizar pequeños ajustes de la posición del electrodo de estimulación y registro para optimizar la amplitud del potencial de acción de una sola fibra y la "nitidez" (tiempo de subida corto). Una vez que se identifica un potencial y se optimizan la amplitud y el tiempo de aumento, los movimientos de los electrodos deben minimizarse para garantizar la estabilidad de las respuestas de todo o nada. La posición constante de los electrodos es crucial, ya que incluso pequeños cambios en la posición de la aguja de registro pueden dar lugar a fluctuaciones en las características del potencial de acción, como la forma, la amplitud y la latencia. Es importante asegurarse de que los potenciales de acción sean estables y cumplan con la apariencia de todo o nada. La variabilidad de las respuestas puede estar relacionada con el movimiento del electrodo o la superposición de múltiples potenciales de acción de una sola fibra de diferentes NMJ. Juntos, estos factores juegan un papel clave en el logro de la reproducibilidad y la medición estable del potencial de acción 2,26. Además, excluir de los análisis los SFAP con fluctuación de fase inferior a 4 μs es un enfoque prudente para garantizar la fiabilidad de los resultados. Este criterio estricto ayuda a evitar la inclusión de potenciales que potencialmente podrían ser artefactos inducidos por la estimulación muscular directa, mejorando así la precisión de la evaluación11. Otro factor importante en los estudios de fluctuación de estimulación es la estimulación subliminal, particularmente en condiciones patológicas, donde muchos picos aparentemente han aumentado la fluctuación. Es esencial confiar en el operador para garantizar que la intensidad del estímulo supere el umbral para todos estos picos, ya que esta determinación no puede hacerse retrospectivamente31.
La técnica de SFEMG estimulado descrita en este manuscrito utiliza un electrodo de SFEMG especializado en lugar de un electrodo de aguja de electromiografía concéntrica estándar. Nuestro electrodo SFEMG presenta una superficie de registro de 0,0005mm2, en contraste con la superficie de grabación de aproximadamente 0,019mm2 de un electrodo de aguja de electromiografía concéntrica de tamaño pediátrico estándar. Esta distinción es crucial, ya que los electrodos de aguja concéntricos más grandes, con menos selectividad debido a sus superficies de registro más grandes, pueden ser adecuados para que el SFEMG voluntario capture pares de potencial de acción aparente de una sola fibra. Sin embargo, en la estimulación SFEMG, donde a menudo se estimulan simultáneamente múltiples axones o unidades motoras, el empleo de electrodos de aguja concéntricos más grandes se vuelve más desafiante7.
Hay que tener en cuenta algunas limitaciones. También es importante señalar que el SFEMG no puede determinar el mecanismo subyacente a un defecto en la transmisión neuromuscular, como se puede lograr con los registros intracelulares realizados ex vivo27. Otra consideración esencial con respecto al SFEMG es su limitación en el registro selectivo de tipos específicos de fibras musculares. En consecuencia, es probable que los registros de SFEMG representen una mezcla variable de diferentes tipos de fibras musculares5.