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Perfil de expressão de genes do colágeno na cápsula glenoumeral de pacientes com instabilidade traumática anterior do ombro.

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(1)

w w w . r b o . o r g . b r

Artigo

Original

Perfil

de

expressão

de

genes

do

colágeno

na

cápsula

glenoumeral

de

pacientes

com

instabilidade

traumática

anterior

do

ombro

Paulo

Santoro

Belangero

a,∗

,

Mariana

Ferreira

Leal

a,b

,

Alberto

de

Castro

Pochini

a

,

Gabriel

Esquitini

Machado

a

,

Benno

Ejnisman

a

e

Moises

Cohen

a

aDepartamentodeOrtopediaeTraumatologia,UniversidadeFederaldeSãoPaulo(Unifesp),SãoPaulo,SP,Brasil

bDepartamentodeMorfologiaeGenética,UniversidadeFederaldeSãoPaulo(Unifesp),SãoPaulo,SP,Brasil

informações

sobre

o

artigo

Históricodoartigo:

Recebidoem22dejulhode2013

Aceitoem21deoutubrode2013

On-lineem26dejunhode2014

Palavras-chave:

Instabilidadedoombro

Cápsulaarticular

Expressãogênica

Matrizextracelular

Colágeno

r

e

s

u

m

o

Objetivo:Avaliara expressão dosgenes COL1A1,COL1A2, COL3A1e COL5A1na cápsula

glenoumeraldepacientescominstabilidadeanteriortraumáticadoombro.

Métodos:Foramavaliadas amostrasdecápsula glenoumeralde 18pacientescom

insta-bilidadeanteriortraumáticadoombro.Foramincluídospacientesmasculinos,comteste

deapreensãopositivoelesãodeBankartnoexamederessonânciamagnética.Todosos

pacientessofrerammaisdeumepisódiodeluxac¸ãodoombro.Foramcoletadasamostras

dacápsulaglenoumerallesionada(regiãoanteroinferior)edaregiãomacroscopicamente

nãoafetada(regiãoanterossuperior)decadapaciente.Aexpressãodosgenesdecolágeno

foiavaliada porreac¸ão em cadeia da polimeraseapóstranscric¸ão reversa comanálise

quantitativa(qRT-PCR).

Resultados:AexpressãodeCOL1A1,COL1A2eCOL3A1nãodiferiuentreasduasregiõesda

cápsuladoombro.Noentanto,foiobservadoqueaexpressãodeCOL5A1estava

significan-tementereduzidanaregiãoanteroinferioremrelac¸ãoàregiãoanterossuperior(mediana±

intervalointerquartílico:0,057±0,052vs0,155±0,398;p=0,028)dacápsulaglenoumeral.

Conclusão:A regiãoafetada da cápsula glenoumeral de pacientescominstabilidade do

ombroapresentouumaexpressãoreduzidadeCOL5A1.

©2014SociedadeBrasileiradeOrtopediaeTraumatologia.PublicadoporElsevierEditora

Ltda.Todososdireitosreservados.

Profile

of

collagen

gene

expression

in

the

glenohumeral

capsule

of

patients

with

traumatic

anterior

instability

of

the

shoulder

Keywords:

Shoulderinstability

a

b

s

t

r

a

c

t

Objective:ToevaluatetheexpressionofthegenesCOL1A1,COL1A2,COL3A1andCOL5A1in

theglenohumeralcapsuleofpatientswithtraumaticanteriorinstabilityoftheshoulder.

TrabalhodesenvolvidonaDisciplinadeGenéticaenaDisciplinadeMedicinadoExercícioeAtividadeFísicadoDepartamentode

OrtopediaeTraumatologiadaUniversidadeFederaldeSãoPaulo,SãoPaulo,SP,Brasil.

Autorparacorrespondência.

E-mail:psbelangero@gmail.com(P.S.Belangero).

http://dx.doi.org/10.1016/j.rbo.2013.10.012

(2)

Jointcapsule

Geneexpression

Extracellularmatrix

Collagen

Methods: Samplesfromtheglenohumeralcapsuleof18patientswithtraumaticanterior

instabilityoftheshoulderwereevaluated.Malepatientswithapositivegriptestanda

Bankartlesionseenonmagneticresonanceimagingwereincluded.Allthepatientshad

sufferedmorethanoneepisodeofshoulderdislocation.Sampleswerecollectedfromthe

injuredglenohumeralcapsule(anteroinferiorregion)andfromthemacroscopically

unaf-fectedregion(anterosuperiorregion)ofeachpatient.Theexpressionofcollagengeneswas

evaluatedusingthepolymerasechainreactionafterreversetranscriptionwithquantitative

analysis(qRT-PCR).

Results: TheexpressionofCOL1A1,COL1A2andCOL3A1didnotdifferbetweenthetwo

regionsoftheshouldercapsule.However,itwasobservedthattheexpressionofCOL5A1was

significantlylowerintheanteroinferiorregionthanintheanterosuperiorregion(median±

interquartilerange:0.057±0.052vs.0.155±0.398;p=0.028)oftheglenohumeralcapsule.

Conclusion: Theaffected regionofthe glenohumeralcapsuleinpatientswithshoulder

instabilitypresentedreducedexpressionofCOL5A1.

©2014SociedadeBrasileiradeOrtopediaeTraumatologia.PublishedbyElsevierEditora

Ltda.Allrightsreserved.

Introduc¸ão

A grande amplitude de movimento fornecida pela cintura

escapularpermitequeaarticulac¸ãoglenoumeralsejausada

comoumfulcroestávelparaacolocac¸ãodaextremidade

supe-rioremdiversasposic¸õesnoespac¸o.Umaconsequênciadesse

grandearcodemovimento,noentanto,éapropensãopara

essaarticulac¸ãotornar-seinstável.1

Acredita-se que o ombro seja a articulac¸ão do corpo

humanoquemaiscomumentesofreluxac¸ões,coma

incidên-ciade8,2-23,9por100.000pessoasaoano.2,3 Dessescasos,

95%sãocausadosporeventostraumáticoseenvolvemlesões

dacápsulaanterioremmaisde90%dessesindivíduos.4,5Os

episódiosdeluxac¸ãodoombroocorremmaisfrequentemente

emindivíduosjovensemasculinos.6 Muitosdosindivíduos

afetadospraticamesportescompetitivos.7Ataxade

recorrên-ciadeluxac¸õesdoombroéaltaealcanc¸aaté100%emjovens

atletas.8,9

Aregião anteroinferior (AI) da cápsula glenoumeral éo

localmaisacometidoemepisódiosdeluxac¸ãotraumáticado

ombro.10Apósoprimeiroepisódiodeluxac¸ãodoombro

ante-rior,écomumopacienteapresentarinstabilidadedoombro.8,9

Ospacientescominstabilidadedoombro,emgeral,

apresen-tamumadeformac¸ãoplásticadacápsula,oquepoderesultar

emfrouxidãocapsular.10,11Estudosanterioresdemonstraram

queadeformac¸ãoplásticada cápsulaénecessária mesmo

na primoluxac¸ão.12–14 Atualmente, pouco se sabe sobre a

estruturadecápsula,especialmenteempacientescom

ins-tabilidadedoombro.Umamelhorcompreensãodabiologia

subjacenteéimportanteparaorientaromanejodopaciente

edesenvolvernovasopc¸õesterapêuticascomplementaresà

cirurgia.

Acápsulaécompostadeelementoscelularesefibrosos.

O conteúdo de colágeno da cápsula aumenta

progres-sivamente durante o desenvolvimento embrionário e ao

nascimentoessetecidogeralmenteéfibroso.15Oscolágenos

fibrilarestipos I,IIIeVsãoosmaiscomunsnacápsulado

ombro.16Asmutac¸õesemgenesquecodificamesses

coláge-nosforamidentificadasnamaioriadasformasdesíndrome

de Ehlers-Danlos (SED) e osteogênese imperfeita,17,18 que

apresentam luxac¸ões frequentes em diversas articulac¸ões,

incluindoadoombro.Dessaforma,alterac¸õesnessesgenes

podemtambémdesempenharumpapelnainstabilidadedo

ombro.

OobjetivodesteestudofoicompararaexpressãodoRNA

mensageiro(mRNA) de COL1A1,COL1A2, COL3A1eCOL5A1

entreumaregiãolesionadaeoutranãolesionadadacápsula

glenoumeraldepacientescominstabilidadetraumática

ante-riordoombro.

Materiais

e

métodos

Pacientes

Foram coletadas amostras da cápsula glenoumeral de

18 pacientes com instabilidade anterior traumática do

ombro que foram submetidos ao tratamento cirúrgico por

artroscopia no Hospital São Paulo da Universidade

Fede-ral de São Paulo (UNIFESP) entre junho de 2011 e junho

de 2013. Durante a propedêutica articular, foi verificada a

existência de lesões associadas e em todos os pacientes

foi notada a presenc¸a de redundância capsular na região

anteroinferior. Um termo de consentimento livre e

escla-recido foi obtido de todos os pacientes com aprovac¸ão do

comitê de ética da Unifesp (processo número: 1085/11).

Amédiadaidadedospacientesnomomentodacirurgiaera

de 30anos(variac¸ão de18a42). Amédiadeidade do

pri-meiroepisódiodeluxac¸ãoerade25anos(variac¸ãode14a37).

Otempomédioentreaprimoluxac¸ãoeacoletadeamostrafoi

decincoanos(variac¸ãodequatromesesa10anos).

Foramincluídosnoestudosomentepacientescomteste

de apreensão positivo e lesão de Bankart evidenciada no

exame de ressonância magnética. Adicionalmente, todos

ospacientes reportaramdoisoumaisepisódiosdeluxac¸ão

do ombro. Para reduzir a heterogeneidade da amostra,

somente indivíduos do gênero masculino foram incluídos.

Ospacientesforamtratadosporpelomenosduassemanas

comimobilizac¸ãodoombrodepois doprimeiroepisódiode

deslocamento.Nenhumpacientetinhahistóricodecirurgias

(3)

Foram excluídos do estudo pacientes com sinais

clíni-cos de instabilidade posterior e/ou multidirecional, assim

comocomhipermobilidadeouhiperfrouxidãogeneralizadade

articulac¸õessegundoaescaladeBeighton.19

Amostrasdetecido

Asamostras de tecidoforam coletadasde duas regiõesda

cápsulade cada paciente:umada região lesionada, região

AI;outradaregiãocorrespondentemacroscopicamentenão

afetada(controle),regiãoanterossuperior(AS).Todasas

amos-trasforamimediatamenteimersasnasoluc¸ãodeRNAlater®

(Qiagen,Alemanha)e,emseguida,estocadasa–20◦Catéo

momentodaextrac¸ãodoRNA.

Análisedaexpressãogênica

Aextrac¸ãodoRNAfoi feitacomominikitRNeasy®(Qiagen,

Alemanha).Aconcentrac¸ãoeaqualidadeforamdeterminadas

comoespectrofotômetroNanoDrop®(Kisker,Alemanha)ea

integridadefoiverificadaporeletroforeseemgeldeagarose

1%.AsíntesedoDNAcomplementar(cDNA)foifeitacomokit

High-CapacitycDNAArchive(LifeTechnologies,EUA).

AexpressãodeCOL1A1,COL1A2,COL3A1eCOL5A1foi

ava-liadapelareac¸ãoemcadeiadapolimeraseapóstranscric¸ão

reversa com análise quantitativa (qRT-PCR) com o uso do

sistema 7500 Fast Real-TimePCR (Life Technologies, EUA).

Os genes ACTB e GAPDH foram selecionados como

con-troles internos para normalizar a quantidade inicial de

cDNA e corrigir possíveis variac¸ões que podem afetar a

eficiênciadasreac¸õesdeqRT-PCR.Todasasreac¸õesde

qRT--PCR foram feitas emtriplicata para todos os genes alvos

(COL1A1: Hs00164004mL;COL1A2:Hs00164099mL;COL3A1:

Hs00943809mL; COL5A1: Hs00609088mL) e para os genes

de referência (␤-actina, ACTB: 4352935e;

gliceraldeído-3-fosfatodesidrogenase,GAPDH:Hs99999905mL)comousode

iniciadoresesondascomercialmentedisponíveis(Life

Tech-nologies,EUA).

Aexpressãogênicafoideterminadadeacordocoma

fór-mula:Ct(cyclethreshold)=Ctgenealvo (colágeno)-média

geométricadosCtdosgenesdereferência.20Aquantificac¸ão

da expressãofoiajustada paraaeficiênciade amplificac¸ão

decadagene(COL1A1=92%;COL1A2=97%;COL3A1=103%;

COL5A1=94%;ACTB=91%;GAPDH=92%).

Análiseestatística

OtestedeShapiro-Wilkfoifeitoparaavaliaranormalidade

da distribuic¸ão dos dados. Como a maioria das variáveis

analisadasnãoapresentouumadistribuic¸ãonormal,oteste

de Wilcoxon (não paramétrico) foi usado para comparar a

expressãogênicaentreamostrasdaregiãoanteroinferioreda

anterossuperiorpareadas.Otamanhodoefeitoparaotestede

Wilcoxon(r)foicalculadodeacordocomafórmular=Z/√N,21

emquer<0,1foiconsideradoumefeitotrivial,0,1≤r<0,3

pequeno,0,3≤r≤0,5moderadoer>0,5grande.

Correlac¸ãodeSpearman foi usadapara avaliarsehavia

correlac¸ãoentreaexpressãodosgenesdecolágenoeaidade

deacometimento,aidadenomomentodacirurgiaouo

inter-valoentreaprimoluxac¸ãoecoletadeamostra.

10

5

0

−5

−10

−25

−50

COL1A1

Fold - change

COL1A2 COL3A1 COL5A1

Figura1–Alterac¸ãonaexpressãodosgenesdecolágeno nacápsulaglenoumeraldepacientescominstabilidadedo ombro.Valoresdeexpressãonaregiãoanteroinferiorem relac¸ãoaoscorrespondentesnaregiãoanterossuperior dacápsulaglenoumeral(fold-change).Linhashorizontais indicamasmedianaseosintervalosinterquartílicos.

Osvaloresdep<0,05foramconsideradosestatisticamente

significantes.Asmedianaseosintervalosinterquartílicosdos

dadosobtidossãoapresentadosnopresenteestudo.

Resultados

AexpressãorelativadosgenesdeCOL1A1,COL1A2,COL3A1

eCOL5A1apresentouumaamplavariac¸ãoentreindivíduos

com instabilidade traumática anterior do ombro. Tanto o

aumentoquantoareduc¸ãodaexpressãodegenesdecolágeno

naregiãoanteroinferioremrelac¸ãoàregiãoanterossuperior

foramobservados(fig.1).AexpressãodeCOL1A1,COL1A2e

COL3A1nãodiferiusignificantementeentreasregiõesAIeAS (tabela1).Noentanto,aregiãoAIapresentoureduzida expres-sãodeCOL5A1emrelac¸ãoàregiãoASdacápsulaglenoumeral

depacientescominstabilidadedoombro(p=0,028;r=–0,3665;

tabela1).

Em qualquer das regiões estudadas não foi observada

correlac¸ãoentreidadedeacometimento,idadenomomento

dacirurgiaouintervaloentreaprimoluxac¸ãoecoletade

amos-traeosníveisdeexpressãodosgenesdecolágeno(p>0,05

paratodasasanálises).

Discussão

Este estudo demonstrou que pacientes com instabilidade

anterior doombro apresentam uma reduc¸ão de expressão

do gene COL5A1 na região da AI da cápsula glenoumeral

comparada à região AS. O colágeno tipo V representa

2%-5% do total do colágeno na maior parte dos tecidos.22 O

colágeno tipoVintercala-secom ocolágenotipoI, queéa

proteína maisproeminentenacápsula,paraformarfibrilas

heterotípicas.23Apesardeserocolágenofibrilarpresenteem

menorquantidade,ocolágenotipo5temumpapelcentralna

regulac¸ãodafibrilogênesedostecidosconjuntivos.24NaSED,a

reduc¸ãodaexpressãoCOL5A1édescritaemcercade25%-30%

dospacientesportadoresdemutac¸õesnessegene.25Nesses

pacientes, é observada a formac¸ão de fibrilas de colágeno

anormais,quesãolargaseirregulares.26Emmodeloanimal

(4)

Tabela1–Expressãodosgenesdecolágenonacápsulaglenoumeraldepacientescominstabilidadedoombro

Gene AI(mediana±IQ) AS(mediana±IQ) Valordep Tamanhodoefeito(r)

COL1A1 1,068±1,597 1,681±1,801 0,372 –0,1488

COL1A2 0,555±0,413 0,650±0,455 0,145 –0,2431

COL3A1 0,716±0,608 0,678±0,662 0,879 –0,0253

COL5A1 0,057±0,052 0,155±0,398 0,028a –0,3665

AI,amostrasdaregiãoanteroinferior;AS,amostrasdaregiãoanterossuperior;IQ,intervalointerquartílico.

a Diferenc¸aestatisticamentesignificanteentreasregiõesanteroinferioreanterossuperiorpelaanálisedeWilcoxon,p<0,05.

comumareduc¸ãononúmerodefibrilasecomapresenc¸ade

umasubpopulac¸ãomuitograndeeestruturalmenteaberrante

defibrilas comdeficiênciadocolágeno V.24 Adesregulac¸ão

daexpressão deCOL5A1pareceter umpapel fundamental

emalterac¸õesestruturaisnacápsulaarticulartantoem

indi-víduoscomSEDquantoemmodelosanimaisparaessa

sín-drome.Dessaforma,hipotetizamosqueareduzidaexpressão

deCOL5A1naregiãoAIdacápsulaglenoumeraldepacientes

cominstabilidadedoombropoderesultaremfibrilasde

colá-genodesorganizadase,assim,contribuirparaoaumentoda

frouxidãodessetecidonosindivíduosavaliados.14,27Poroutro

lado,areduzidaexpressãodeCOL5A1naregiãoAIemrelac¸ão

àregiãoAStambémpodeserumacaracterísticaintrínsecada

regiãoAIquecontribuiparaamaiorsusceptibilidadedessa

regiãoàlesãonospacientesinvestigados.

AexpressãodosgenesCOL1A1,COL1A2eCOL3A1não

dife-riuentreasregiõesAIeAS.Noentanto,onúmerodeamostras

avaliadasfoi umfatorlimitantenopresenteestudo.Como

númeroamostralobtido,nossaanálisetinhaopoderdecerca

de80%dedetectarumavariac¸ãocomtamanhodeefeitode

75%(grandetamanho deefeito)paraumerrotipoIde5%.

Emnenhumadasanálisesfoidetectadoumefeitograndee,

comisso,opoderobservadofoibaixo.Dessaforma,nossas

análises têm umaalta probabilidade de não ter detectado

umadiferenc¸aentregrupos quena realidadeexiste

(falso--negativo).Maisestudossãonecessáriosparaseentendero

papeldeCOL1A1,COL1A2eCOL3A1nacápsulaglenoumeral

depacientescominstabilidadedoombro.

Neste estudo, foram avaliados somente pacientes do

gêneromasculinoqueapresentassemmaisdeumepisódiode

luxac¸ãodoombro.Oobjetivodessaselec¸ãofoihomogeneizar

nossaamostra.Além disso, foramobtidas amostras

parea-dasdecápsulaglenoumeralcomesemlesão(controle)dos

mesmosindivíduosparaevitarumpossívelviéscausadopela

variac¸ãobiológicainterindividual,umaestratégiacomumente

adotadanosestudossobremoléculasquebuscamentenderos

processosdecarcinogênese.28Entretanto,osníveisdemRNA

detodososgenesdecolágenosestudadosforamheterogêneos

entre pacientes com instabilidade do ombro. Essa

hetero-geneidadepodeserporcausadasdiferentesexposic¸õesao

meioambiente,como,porexemplo,variac¸õesnonúmerode

luxac¸õesenotempoentreoseventosdeluxac¸ãoeacirurgia.

Adicionalmente,comooutraslesõesagudasdetecidosmoles,

ainstabilidadedoombroéumadoenc¸amultifatoriale,

por-tanto,fatoresintrínsecos,como,porexemplo,polimorfismos

dosgenesdocolágeno29,30oudosgenesquecodificam

proteí-nasenvolvidasnaregulac¸ãodasuaexpressão,tambémpodem

contribuirparaaheterogeneidadeentreospacientes,assim

comoparaummaiorriscoparaadoenc¸a.

Comosomenteforamestudadasamostrasdetecido

cole-tadasduranteotratamentocirúrgico,nãofoipossívelavaliara

dinâmicaderegulac¸ãodaexpressãogênica.Deve-se,contudo,

notarqueesteestudo,aonossoconhecimento,éoprimeiroa

avaliaraexpressãogênicanacápsulaglenoumeralde

paci-entescominstabilidadedoombroecontribuir,assim,paraa

compreensãodessacondic¸ão.

Conclusões

Aregiãolesionadadacápsulaglenoumeraldepacientescom

instabilidadedoombroapresentouumareduzidaexpressão

deCOL5A1.Oestudodeexpressãogênicanacápsula

glenou-meraldepacientescominstabilidadedoombroéoriginalna

literaturaeabrenovasperspectivasdepesquisanessaafecc¸ão.

A avaliac¸ãoda expressãogênicapode contribuir parauma

maiorcompreensãodabiologiadessalesãoe,comisso,para

odesenvolvimentodenovasestratégiasdetratamento.

Conflitos

de

interesse

Osautoresdeclaramnãohaverconflitosdeinteresse.

Agradecimentos

Agradecemos ao Conselho Nacional de Desenvolvimento

CientíficoeTecnológico (CNPq)eà Fundac¸ãodeAmparo à

PesquisadoEstadodeSãoPaulo(FAPESP-2011/10033-8)pelo

apoiodadoaodesenvolvimentodestetrabalho.

r

e

f

e

r

ê

n

c

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