Melanocytes: a new potential tool to study and monitoring Duchenne muscular dystrophy

Dystrophin is a subsarcolemmal protein critical for the integrity of muscle fibers by linking the actin cytoskeleton to the extracellular matrix via the dystroglycan complex. It is reported that dystroglycans are also localized in the skin, at dermal-epidermal junction. Here we show that epidermal melanocytes express dystrophin at the interface with the basement membrane. The full-length muscle isoform mDp427 was clearly detectable in epidermis and in melanocyte cultures as assessed by RNA and western blot analysis. Dystrophin was absent in Duchenne Muscular Dystrophy (DMD) patients melanocytes, and the ultrastructural analysis revealed mitochondrial alterations, similar to those occurring in myoblasts from the same patients. Interestingly, mitochondrial dysfunction of DMD melanocytes reflected the alterations identified in dystrophin-deficient muscle cells. In fact, mitochondria of melanocytes from DMD patients accumulated tetramethylrhodamine methyl ester but, on the contrary of control donor, mitochondria of DMD patients readily depolarized upon the addition of oligomycin, suggesting either that they are maintaining the membrane potential at the expense of glycolytic ATP, or that they are affected by a latent dysfunction unmasked by inhibition of the ATP synthase. Melanocyte cultures can be easily obtained by conventional skin biopsies, less invasive procedure than muscular biopsy, so that they may represent an alternative cellular model to myoblast for studying and monitoring dystrophinopathies also in response to pharmacological treatments.

Brain metabolite composition in relation to cognitive function and dystrophin mutations in boys with Duchenne muscular dystrophy

Duchenne muscular dystrophy (DMD) is a hereditary X-linked recessive disorder affecting the synthesis of dystrophin, a protein essential for structural stability in muscle. Dystrophin also occurs in the central nervous system, particularly in the neocortex, hippocampus and cerebellum. Quantitative metabolic analysis by localized (1) H MRS was performed in the cerebellum (12 patients and 15 controls) and a temporo-parietal location (eight patients and 15 controls) in patients with DMD and healthy controls to investigate possible metabolic differences. In addition, the site of individual mutations on the dystrophin gene was analyzed and neuropsychological cognitive functions were examined. Cognitive deficits in the patient group were found in line with earlier investigations, mainly concerning verbal short-term memory, visuo-spatial long-term memory and verbal fluency, but also the full-scale IQ. Causal mutations were identified in all patients with DMD. Quantitative MRS showed consistent choline deficits, in both cerebellar white matter and temporo-parietal cortex, as well as small, but significant, metabolic abnormalities for glutamate and total N-acetyl compounds in the temporo-parietal region. Compartment water analysis did not reveal any abnormalities. In healthy subjects, choline levels were age related in the cerebellum. The choline deficit contrasts with earlier findings in DMD, where a surplus of choline was postulated for the cerebellum. In patients, total N-acetyl compounds in the temporo-parietal region were related to verbal IQ and verbal short-term memory. However, choline, the putative main metabolic abnormality, was not found to be associated with cognitive deficits. Furthermore, in contrast with the cognitive performance, the metabolic brain composition did not depend significantly on whether or not gene mutations concerned the expression of the dystrophin isoform Dp140, leading to the conclusion that the effect of the missing Dp140 isoform on cognitive performance is not mediated through the observed metabolite composition, or is caused by local effects beyond the resolution accessible to MRS investigations.

Neuropsychological impairments and the impact of dystrophin mutations on general cognitive functioning of patients with Duchenne muscular dystrophy

Mutations in the dystrophin gene have long been recognised as a cause of mental retardation. However, for reasons that are unclear, some boys with dystrophin mutations do not show general cognitive deficits. To investigate the relationship between dystrophin mutations and cognition, the general intellectual abilities of a group of 25 boys with genetically confirmed Duchenne muscular dystrophy were evaluated. Furthermore, a subgroup underwent additional detailed neuropsychological assessment. The results showed a mean full scale intelligence quotient (IQ) of 88 (standard deviation 24). Patients performed very poorly on various neuropsychological tests, including arithmetics, digit span tests and verbal fluency. No simple relationship between dystrophin mutations and cognitive functioning could be detected. However, our analysis revealed that patients who lack the dystrophin isoform Dp140 have significantly greater cognitive problems.

Treatment of osteoporosis in a mouse model of Duchenne muscular dystrophy using black bear parathyroid hormone

Duchenne muscular dystrophy (DMD) is a progressive disease affecting skeletal and cardiac muscle, as well as bone. Long term disuse and glucocorticoid treatments cause progressive osteoporosis in DMD patients, leading to an increase in fracture incidence. Treatments for osteoporosis in these patients have not been widely explored. Parathyroid hormone (PTH), an anabolic treatment for post-menopausal osteoporosis, could benefit DMD patients by improving skeletal properties and reducing fracture risk. Other PTH analogues are not currently FDA approved to treat osteoporosis, but may have improved osteogenic effects compared to the human analogue. Black bear PTH is especially promising as an osteoporosis treatment for the DMD population. Black bears are unique models of bone maintenance during disuse, since during six months of inactivity (hibernation), they maintain skeletal properties, unlike other hibernators. Additionally, black bear PTH has been correlated to bone formation markers during hibernation, indicating it may be, at least in part, the mechanism by which bears maintain bone during disuse. Employing black bear PTH as a treatment for osteoporosis in DMD patients could greatly improve quality of life for these individuals, and reduce the pain and expense associated with frequent fractures.

Cardiac phenotype of Duchenne Muscular Dystrophy: Insights from cellular studies

Dilated cardiomyopathy is a serious and almost inevitable complication of Duchenne Muscular Dystrophy, a devastating and fatal disease of skeletal muscle resulting from the lack of functional dystrophin, a protein linking the cytoskeleton to the extracellular matrix. Ultimately, it leads to congestive heart failure and arrhythmias resulting from both cardiac muscle fibrosis and impaired function of the remaining cardiomyocytes. Here we summarize findings obtained in several laboratories, focusing on cellular mechanisms that result in degradation of cardiac functions in dystrophy. This article is part of a Special Issue entitled "Calcium Signaling in Heart".

The TREAT-NMD DMD Global Database: analysis of more than 7,000 Duchenne muscular dystrophy mutations.

Analyzing the type and frequency of patient-specific mutations that give rise to Duchenne muscular dystrophy (DMD) is an invaluable tool for diagnostics, basic scientific research, trial planning, and improved clinical care. Locus-specific databases allow for the collection, organization, storage, and analysis of genetic variants of disease. Here, we describe the development and analysis of the TREAT-NMD DMD Global database (http://umd.be/TREAT_DMD/). We analyzed genetic data for 7,149 DMD mutations held within the database. A total of 5,682 large mutations were observed (80% of total mutations), of which 4,894 (86%) were deletions (1 exon or larger) and 784 (14%) were duplications (1 exon or larger). There were 1,445 small mutations (smaller than 1 exon, 20% of all mutations), of which 358 (25%) were small deletions and 132 (9%) small insertions and 199 (14%) affected the splice sites. Point mutations totalled 756 (52% of small mutations) with 726 (50%) nonsense mutations and 30 (2%) missense mutations. Finally, 22 (0.3%) mid-intronic mutations were observed. In addition, mutations were identified within the database that would potentially benefit from novel genetic therapies for DMD including stop codon read-through therapies (10% of total mutations) and exon skipping therapy (80% of deletions and 55% of total mutations).

AS ESCALAS WECHSLER NO DIAGNÓSTICO NEUROPSICOLÓGICO DE CRIANÇAS COM DISTROFIA MUSCULAR DE DUCHENNE

Esta pesquisa teve por objetivo fazer uma avaliação neuropsicológica das funções cognitivas de crianças com Distrofia Muscular de Duchenne. Avaliou dez meninos, com idade entre seis e quinze anos. Utilizou-se da Escala de Inteligência Wechsler para crianças, WISC III, fazendo uma análise quantitativa e qualitativa dos dados. Os resultados quantitativos indicaram QIV muito diversificado entre os sujeitos, variando entre 53 e 97, sendo o QIVM = 77.4. A mesma variação foi observada no QIE, com resultados variando entre 57 e 88, com QIEM=71.2. O QITM foi de 71.4. . Esses resultados localizam-se na faixa limítrofe, dentro das variações normais da inteligência. A análise qualitativa fatorial segundo Figueiredo, registrou maior rebaixamento no fator III, Resistência à Distração, seguido do fator IV, Velocidade de Processamento. Na Escala Verbal, os subtestes que implicavam em utilização da Memória foram os mais comprometidos, comprovando pesquisas anteriores. Na Escala de Execução, o maior prejuízo observado foi devido à dificuldade em códigos e símbolos, sob pressão de tempo. Não foi observada nas crianças com resultados mais baixos, diferença significativa entre o QIV e o QIE. A transposição dos dados para a leitura neuropsicológica utilizou-se do diagrama de McFie. A grande diversidade dos resultados individuais recomenda estudos posteriores.

AS ESCALAS WECHSLER NO DIAGNÓSTICO NEUROPSICOLÓGICO DE CRIANÇAS COM DISTROFIA MUSCULAR DE DUCHENNE

Esta pesquisa teve por objetivo fazer uma avaliação neuropsicológica das funções cognitivas de crianças com Distrofia Muscular de Duchenne. Avaliou dez meninos, com idade entre seis e quinze anos. Utilizou-se da Escala de Inteligência Wechsler para crianças, WISC III, fazendo uma análise quantitativa e qualitativa dos dados. Os resultados quantitativos indicaram QIV muito diversificado entre os sujeitos, variando entre 53 e 97, sendo o QIVM = 77.4. A mesma variação foi observada no QIE, com resultados variando entre 57 e 88, com QIEM=71.2. O QITM foi de 71.4. . Esses resultados localizam-se na faixa limítrofe, dentro das variações normais da inteligência. A análise qualitativa fatorial segundo Figueiredo, registrou maior rebaixamento no fator III, Resistência à Distração, seguido do fator IV, Velocidade de Processamento. Na Escala Verbal, os subtestes que implicavam em utilização da Memória foram os mais comprometidos, comprovando pesquisas anteriores. Na Escala de Execução, o maior prejuízo observado foi devido à dificuldade em códigos e símbolos, sob pressão de tempo. Não foi observada nas crianças com resultados mais baixos, diferença significativa entre o QIV e o QIE. A transposição dos dados para a leitura neuropsicológica utilizou-se do diagrama de McFie. A grande diversidade dos resultados individuais recomenda estudos posteriores.

A second promoter provides an alternative target for therapeutic up-regulation of utrophin in Duchenne muscular dystrophy

Duchenne muscular dystrophy (DMD) is an inherited muscle-wasting disease caused by the absence of a muscle cytoskeletal protein, dystrophin. We have previously shown that utrophin, the autosomal homologue of dystrophin, is able to compensate for the absence of dystrophin in a mouse model of DMD; we have therefore undertaken a detailed study of the transcriptional regulation of utrophin to identify means of effecting its up-regulation in DMD muscle. We have previously isolated a promoter element lying within the CpG island at the 5′ end of the gene and have shown it to be synaptically regulated in vivo. In this paper, we show that there is an alternative promoter lying within the large second intron of the utrophin gene, 50 kb 3′ to exon 2. The promoter is highly regulated and drives transcription of a widely expressed unique first exon that splices into a common full-length mRNA at exon 3. The two utrophin promoters are independently regulated, and we predict that they respond to discrete sets of cellular signals. These findings significantly contribute to understanding the molecular physiology of utrophin expression and are important because the promoter reported here provides an alternative target for transcriptional activation of utrophin in DMD muscle. This promoter does not contain synaptic regulatory elements and might, therefore, be a more suitable target for pharmacological manipulation than the previously described promoter.

Responsividade da escala de avaliação funcional do sentar e levantar do solo para distrofia muscular de Duchenne (FES-DMD - D4), no período de um ano

OBJETIVO: Avaliar a responsividade da escala de avaliação funcional para pacientes com distrofia muscular de Duchenne (FES-DMD-D4), sentar e levantar do solo, no período de um ano. MÉTODO: Estudo observacional, longitudinal e retrospectivo. Foi estudada, utilizando o software FES-DMDDATA, uma amostra com 25 pacientes na atividade sentar no solo e 28 pacientes para a atividade levantar do solo. As avaliações ocorreram a cada três meses no período de um ano. Para análise estatística da capacidade de resposta foram utilizados índices de tamanho de efeito, como, effect size (ES) e Standardized Response Mean (SRM). RESULTADOS: A responsividade da atividade de sentar no solo foi considerada baixa a moderada em intervalos de três meses (ES de 0.28 a 0.54 e SRM de 0.38 a 0.71), moderada a alta em intervalos de seis meses (ES de 0.69 a 1.07 e SRM de 0.86 a 1.19), alta em intervalos de nove meses (ES de 1.3 a 1.17 e SRM de 1.26 a 1.55) e doze meses (ES de 1.9 e SRM de 1.72). Na atividade levantar do solo, a responsividade variou em baixa, moderada e alta em intervalos de três meses (ES de 0.21 a 0.33 e SRM de 0.45 a 0.83), baixa a alta em intervalos de seis meses (ES de 0.46 a 0.59 e SRM de 0.73 a 0.97), moderada a alta em intervalos de nove meses (ES de 0.76 a 0.88 e SRM de 1.03 a 1.22) e alta em doze meses (ES de 1.14 e SRM de 1.25). CONCLUSÃO: Para detectar alterações clinicamente significativas e consistentes nas atividades funcionais sentar e levantar do solo recomendamos a utilização da FES-DMD-D4 em intervalos a partir de seis meses, pois foi neste período de tempo que a capacidade de resposta variou de moderada a alta

Relação entre força muscular e função motora em pacientes com distrofia muscular de Duchenne: acompanhamento de quatro anos

OBJETIVO: Investigar a relação entre força muscular e função motora, em pacientes com DMD, em um período de 4 anos consecutivos, a partir de avaliações semestrais. MÉTODO: A força muscular foi medida por meio de testes manuais e o cálculo por grupo muscular seguiu o proposto pelo Medical Research Council (MRC) e a função motora pelo método de Medida da Função Motora (MFM), em 43 pacientes (8-30 anos). Foi realizada uma análise descritiva e o teste de correlação de Spearman. Foram investigadas as relações entre pontuações totais e parciais da MRC e da MFM. RESULTADOS: O estudo evidenciou correlações classificadas de moderada a forte relação entre a força muscular e função motora, principalmente com o escore total da MFM e a dimensão D2 (musculatura axial e função motora proximal). Foi encontrada relação negativa moderada entre idade e essas variáveis. CONCLUSÃO: A perda progressiva da função motora tem relação direta e proporcional com a diminuição da força muscular. Quanto maior a idade do paciente, pior sua função motora e força muscular, fornecendo com essa informação, indicadores adicionais da progressão da doença

Modulação autonômica cardíaca na distrofia muscular de Duchenne durante tarefa no computador

Introdução: A Distrofia Muscular de Duchenne (DMD) é caracterizada como uma fraqueza muscular progressiva que leva à incapacidade. Devido às dificuldades funcionais enfrentadas pelos indivíduos com DMD, o uso da tecnologia assistiva é essencial para proporcionar ou promover habilidades funcionais. Na DMD, além do comprometimento musculoesquelético, uma disfunção autonômica cardíaca também tem sido relatada. Assim, visamos investigar as respostas autonômicas agudas de indivíduos com DMD durante a realização de uma tarefa no computador. Método: A variabilidade da frequência cardíaca foi avaliada através de métodos lineares e não lineares, utilizando uma cinta torácica com equipamento de monitoramento de eletrocardiograma (ECG). Assim, 45 indivíduos foram incluídos no grupo com DMD e 45 no grupo de desenvolvimento típico (controle), avaliados for 20 minutos em repouso sentado e 5 minutos com a realização de uma tarefa no computador. Resultados: Os indivíduos com DMD apresentaram menor modulação cardíaca parassimpática durante o repouso, que diminuiu ainda mais durante a tarefa no computador. Conclusão: Indivíduos com DMD exibiram respostas autonômicas cardíacas mais intensas durante a tarefa no computador

Responsividade do domínio subir e descer escada da escala de avaliação funcional para pessoas com distrofia muscular de Duchenne, no período de um ano

Objetivo: Determinar a responsividade do domínio subir e descer escada da escala de avaliação funcional em distrofia muscular de Duchenne (DMD), no período de um ano. Método: Participaram do estudo 26 pacientes com DMD. A análise utilizou o Tamanho do Efeito (ES) e a Média Padronizada de Resposta (SRM). Resultados: Atividade de subir escada: o ES mostrou responsividade baixa nos intervalos de avaliação de 3 meses (0,26; 0,35; 0,13; 0,17), baixa a moderada em 6 meses (0,58, 0,48; 0,33), moderada em 9 meses (0,70; 0,68) e alta em 1 ano (0,88). A análise com SRM mostrou responsividade baixa nos intervalos de avaliação de 3 meses (0,29; 0,38; 0,18 e 0,19), baixa a moderada em intervalos de 6 meses (0,59 e 0,51, 0,36), moderada em 9 meses (0,74 e 0,70) e alta em 1 ano (0,89). Atividade de descer escada: O ES apresentou responsividade baixa nos intervalos de avaliação de 3 meses (0,16; 0,25; 0,09; 0,08) e 6 meses (0,48; 0,35; 0,18), baixa a moderada em 9 meses (0,59, 0,44) e moderada em 1 ano (0,71). Análise com SRM mostrou responsividade baixa nos intervalos de 3 meses (0,25; 0,35; 0,12 e 0,09) e 6 meses (0,47; 0,38 e 0,21), moderada a baixa em 9 meses (0,62, 0,49) e moderada em 1 ano (0,74). Conclusão: A avaliação da atividade de subir escada, por meio da FES-DMD-D3, deve ser realizada em intervalos a partir de 9 meses, pois a responsividade é de moderada a alta. A avaliação do descer escadas deve ser realizada anualmente, pois houve responsividade moderada somente a partir de 12 meses

Mémoire sur les variétés anatomiques de pied-bot congénital dans leurs rapports avec la réfraction musculaire convulsive présenté a l'Academie Royale des Sciences, le 18 mars 1839 /

Mode of access: Internet.