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Artigo de método

Fibras musculares esqueléticas curtas, intermediárias e longas intactas obtidas por dissociação enzimática de seis músculos dos membros posteriores de camundongos: além do flexor curto dos dedos

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DOI:

10.3791/65851

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1 de dezembro de 2023

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* These authors contributed equally

Neste artigo

Resumo

Descrevemos um protocolo para obtenção de fibras enzimaticamente dissociadas de diferentes comprimentos e tipos de seis músculos de camundongos adultos: três deles já descritos (flexor curto dos dedos, extensor longo dos dedos, sóleo) e três deles dissociados com sucesso pela primeira vez (extensor longo do hálux, fibular longo, fibular dos dígitos).

Resumo

Fibras musculares esqueléticas obtidas por dissociação enzimática de músculos de camundongos são um modelo útil para experimentos fisiológicos. No entanto, a maioria dos trabalhos trata das fibras curtas do flexor curto dos dedos (FDB), o que restringe o escopo de resultados que tratam dos tipos de fibras, limita a quantidade de material biológico disponível e impede uma clara conexão entre fenômenos fisiológicos celulares e conhecimentos bioquímicos e dinâmicos prévios obtidos em outros músculos.

Este trabalho descreve como obter fibras intactas de seis músculos com diferentes perfis e comprimentos de tipos de fibras. Usando camundongos adultos C57BL/6, mostramos o protocolo de dissecção muscular e isolamento de fibras e demonstramos a adequação das fibras para estudos transitórios de Ca2+ e sua caracterização morfométrica. A composição do tipo de fibras dos músculos também é apresentada. Quando dissociados, todos os músculos ficaram intactos, fibras vivas que se contraem rapidamente por mais de 24 h. FDB deu curto (<1 mm), fibular dos dedos (PDQA) e fibular longo (PL) deu intermediário (1-3 mm), enquanto extensor longo dos dedos (EDL), extensor longo do hálux (EHL) e músculos sóleo liberaram fibras longas (3-6 mm).

Quando registrados com o corante rápido Mag-Fluo-4, os transientes de Ca2+ das fibras PDQA, PL e EHL mostraram a cinética rápida e estreita que lembra a morfologia tipo II (MT-II), conhecida por corresponder às fibras tipo IIX e IIB. Isso é consistente com o fato de que esses músculos têm mais de 90% de fibras do tipo II em comparação com FDB (~80%) e sóleo (~65%). Indo além do FDB, demonstramos pela primeira vez a dissociação de vários músculos, que tornam fibras que abrangem uma faixa de comprimentos entre 1 e 6 mm. Essas fibras são viáveis e dão rápidos transientes de Ca2+ , indicando que a MT-II pode ser generalizada para fibras rápidas IIX e IIB, independentemente de sua fonte muscular. Esses resultados aumentam a disponibilidade de modelos para estudos do músculo esquelético maduro.

Introdução

O músculo esquelético maduro de mamíferos é um tecido multifuncional. Regula fortemente o metabolismo, é a principal fonte de produção de calor e suas propriedades dinâmicas lhe conferem papel fundamental na respiração, movimentação de segmentos corporais ou deslocamento de um ponto a outro 1,2,3. O músculo esquelético também é relevante para a fisiopatologia de muitas doenças, incluindo condições hereditárias e crônicas, como miopatias, distrofias ou sarcopenia, bem como muitas condições crônicas não musculares, como doenças cardiometabólicas

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Protocolo

Todos os procedimentos foram aprovados pelo Comitê de Ética em Experimentos com animais da Universidade de Antioquia (UdeA) (atas 104 de 21 de junho de 2016 e 005 de 15 de abril de 2021), de acordo com a Lei 84 de 1989 e a Resolução 8430 de 1993 emitida pelo Governo Colombiano e foram realizados e relatados em conformidade com a Pesquisa Animal: Diretrizes de relatórios de experimentos in vivo (ARRIVE)41. Todos os resultados aqui apresentados provêm de camundongos machos saudáveis, com 7-13 semanas de idade, 20-26 g, C57BL/6. A Figura 1 mostra o desenho geral deste estudo e a ordem d....

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Resultados

Concentração de Ca2+ sarcoplasmático durante uma contração
Para demonstrar a viabilidade de experimentos fisiológicos no conjunto de fibras dissociadas e estender nossos achados anteriores sobre acoplamento excitação-contração (CCE) e tipos de fibras, transientes de Ca2+ foram adquiridos em fibras de todos os músculos. Primeiro, FDB (n = 5) e EDL (n = 7) apresentaram cinética de Ca2+ conhecida como morfologia tipo II (MT-II). Estes são sinais rápidos, espinhosos, cujo .......

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Discussão

Para complementar os modelos disponíveis para o estudo da biologia muscular esquelética madura, demonstramos aqui a dissociação enzimática bem-sucedida de uma variedade de músculos de camundongos com fibras curtas, intermediárias e longas. Essas fibras permitem demonstrar a generalização da cinética MT-II dos transientes de Ca2+ no músculo esquelético. Além disso, os tipos de fibras nos músculos inteiros intactos foram classificados. Tendo em vista que o FDB é o músculo mais utilizado para experimentos fisioló.......

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Divulgações

Os autores declaram não haver conflitos de interesse.

Agradecimentos

Os autores expressam sua gratidão ao professor Robinson Ramírez, da UdeA, pela ajuda com os animais e algumas fotos e a Carolina Palacios pelo apoio técnico. Johan Pineda da Kaika nos ajudou a configurar as câmeras coloridas e de fluorescência. Shyuan Ngo, da Universidade de Queensland, gentilmente revisou o manuscrito. Este estudo foi financiado pelo CODI-UdeA (2020-34909 de 22 de fevereiro de 2021 e 2021-40170 de 31 de março de 2022, SIU), e pelo Escritório de Planejamento-UdeA (E01708-K e ES03180101), Medellín, Colômbia, ao JCC. Os financiadores não participaram da coleta e análise dos dados, redação ou submissão do manuscrito.

....

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Reagentes
Etanol absolutoSigma Aldrich32221
AcetonaMerck179124
AcrilamidaGibco BRL15512-015
Persulfato de amônioPanreac141138.1610
Anticorpo antimiosina ISigma AldrichM4276Anticorpo primário
Anti miosina II AnticorpoSigma AldrichM8421Anticorpo primário
Anti miosina IIA AnticorpoAmerican Type Culture CollectionSC-71Anticorpo primário. Derivado do hibridoma HB-277
Anti miosina IIB anticorpode Desenvolvimento Banco de HibridomaBF-F3-c Anticorpo primário
Bis-acrilamidaAMRESCO0172
Albumina de soro bovinoThermo ScientificB14
Reagente BradfordMerck1.10306.0500
Azul de bromofenolCarlo Erba428658
Carbonato de cálcioMerck102066
Dicloreto de cálcio (CaCl2)Merck2389
ClorofórmioSigma Aldrich319988
Colagenase tipo 2WorthingtonCLS-2/LS004176
Consul-MountThermo Scientific9990440
Coomassie Azul brilhante R 250 Merck112553
Dimetilsulfóxido (DMSO)Sigma AldrichD2650
Ditiotreitol (DTT)AMRESCO0281
Ácido edético (EDTAAMRESCO0322
Eosina YSigma AldrichE4009
GlicerolPanreac 
GlycinePanreac151340.1067
Soro de cabraSigma AldrichG9023
HematoxilinaThermo Scientific6765015
HEPESAMRESCO0511
Hoechst 33258Sigma Aldrich861405
ImidazolAMRESCOM136
IsopentanoSigma AldrichM32631
LamininaSigmaAldrich L2020
Mag-Fluo-4, AMInvitrogenM14206Preparado apenas em DMSO. O ácido plurônico não é necessário e não deve ser usado para evitar a deterioração da fibra.
MercaptoetanolApplichemA11080100
MetanolProtokimicaMP10043
CamundongosVáriosVários Para este manuscrito, usamos apenas camundongos C57BL / 6. No entanto, alguns resultados preliminares mostraram que o protocolo funciona bem para camundongos Swiss Webster da mesma idade e peso.
Mowiol 4-88Sigma Aldrich81381
N,N,N',N'-tetrametiletano-1,2-diamina (TEMED)PromegaV3161
N-benzil-p-tolueno sulfonamida (BTS)Tocris1870
Composto de corte ideal (OCT)Thermo Scientific6769006
Anticorpo secundárioThermo ScientificA-11001Anticorpo Secundário Anti-IgG (H+L) de Cabra Anti-rato Anti-Absorção Cruzada, Alexa Fluor 488
Dodecil Sulfato de SódioPanreac 
TRIS 0,5 M, pH 6,8 AMRESCOJ832
Tris(Hidroximetil)aminometanoAMRESCOM151
Triton X-100AMRESCOM143
MateriaisCâmara de
dissecçãofeitas sob medida
Erie Scientific5951PLUS
Câmara de banho experimentalWarner InstrumentsRC-27NE2Câmara de banho estreita com estimulação de campo, montada em uma plataforma aquecida PH-6
Pinça finaWorld Precision Instruments500338, 500230
Tesoura finaWorld Precision InstrumentsVannas Tesoura 501778
Vidro Pipetas PasteurVáriaspontas
polidas a fogoFrascos de vidro com tampaVáriosvolumes de 2-3 mL
Tesoura de operaçãoWorld Precision Instruments501223-G
Equipment
CentrifugeThermo ScientificSL 8R
Microscópio confocalOlympusFV1000
CryostatLeicaCM1850
Câmera digitalZeissErc 5s e Axio 305Axio 305, acoplada ao estereoscópio Stemi 508, foi utilizada para tirar fotos durante a dissecção; enquanto Erc 5s ou Axio 208, acoplado ao microscópio Axio Observer A1, foram utilizados para tirar imagens das fibras isoladas e dos ensaios de imunofluorescência
DigitizerMolecular Devices1550A Digidata
Câmara de eletroforeseBio RadMini-Protean IV
Microscópio invertido acoplado à fluorescênciaZeissAxio Observer A1Acoplado a uma fonte de luz apropriada, filtros e objetivas para fluorescência
FotomultiplicadorTubo HoribaR928, Hamamatsu, em um fotômetro D104, HoribaAcoplado à porta lateral do microscópio de fluorescência
EstereoscópioZeissStemi 508
Estimulador Instrumentos de grama S6
Banho-maria MemmertWNE-22
XilolSigma Aldrich808691
Software
Software gratuito para análises de eletroforesesUniversity of KentuckyGelBandFitter v1.7http://www.gelbandfitter.org
Software gratuito para análise de imagens e morfometriaNational Institutes of HealthImageJ v1.54https://imagej.nih.gov/ij/index.html
Software licenciado para aquisição e análise de sinais Ca2+Molecular DevicespCLAMP v10.05https://www.moleculardevices.com
Software licenciado para análises estatísticas e gráficosOriginLabOriginPro 2019https://www.originlab.com/
Estudos 14232912111323631209 Lâminas carregadas

Referências

  1. Frontera, W. R., Ochala, J. Skeletal muscle: a brief review of structure and function. Calcif Tissue Int. 96 (3), 183-195 (2015).
  2. Barclay, C., Launikonis, B. Components of activation heat in skeletal muscle. J Muscle Res Cell Motil. 42 (1), 1-16 (2021).
  3. G....

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Reimpressões e permissões

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