Aspectos morfológicos, funcionais e moleculares da interação neuromuscular após neurorrafia associada ao biopolímero heterólogo de fibrina

Abstract

Os nervos são estruturas frágeis propensas a danos causados por traumas que interrompem a condução nervosa. As lesões nervosas periféricas (LNPs) afetam, além do nervo, os músculos inervados e as junções neuromusculares (JNMs) a eles associadas, levando a diversas alterações morfofuncionais e moleculares. Apesar dos avanços nas técnicas cirúrgicas, a neurorrafia (sutura) ainda é considerada o “padrão ouro”, mas a recuperação após LNP raramente é completa. Métodos adjuvantes vêm sendo utilizados para acelerar a regeneração e melhorar a recuperação neuromuscular, entre eles, o biopolímero heterólogo de fibrina (BHF). O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos da neurorrafia associada ao BHF na regeneração nervosa e nos aspectos morfofuncionais da interação neuromuscular. Foram utilizados 60 ratos Wistar machos adultos (CEUA-FMB: 1402/2021), distribuídos em quatro grupos (n=15/grupo): Grupo Controle (C): dissecção e localização do nervo isquiático direito. Grupo Desnervado (D): transecção do nervo (neurotmese) e remoção de fragmento de 6 mm, com os cotos nervosos invertidos e fixados na tela subcutânea adjacente. Grupo Neurorrafia (N): neurotmese seguida de neurorrafia término-terminal. Grupo Neurorrafia + BHF (NB): neurotmese seguida de neurorrafia, com adição do BHF. Um dia antes e 120 dias após as cirurgias, foi realizada a análise funcional da marcha (CatWalk XT) de todos os animais. Aos 120 dias após a cirurgia, os animais foram eutanasiados, e os nervos isquiáticos e músculos sóleos foram coletados para análises morfológicas e morfométricas. Na análise funcional, o grupo NB foi o único a apresentar resultados semelhantes ao grupo C e diferentes do grupo D em relação a parâmetros de coordenação (índice de regularidade e número de passos). Em relação ao peso do músculo sóleo, os grupos N e NB apresentaram valores intermediários, maiores que o grupo D e menores que o grupo C, mas iguais entre si. Na morfometria do nervo, todos os parâmetros foram menores nos grupos reconstruídos (N e NB), semelhantes entre si e diferentes do grupo C. A morfometria das fibras musculares mostrou no grupo NB resultados mais próximos do grupo C, nos parâmetros de área, perímetro e diâmetro das fibras. Quanto à porcentagem de colágeno intramuscular, o grupo NB foi o único semelhante ao grupo C, sendo diferente dos grupos N e D. A análise morfométrica das JNMs e AChR evidenciou que o grupo NB apresentou resultados semelhantes ao grupo C e diferentes dos grupos N e D em relação à área dos AChR e da placa motora e número de clusters; nos demais parâmetros, o grupo NB mostrou maior proximidade ao grupo C. Esses resultados demonstram que o BHF contribuiu para a recuperação funcional parcial, a restauração morfológica das JNMs e dos AChR aos padrões normais, além de promover a reinervação das placas motoras e a regeneração das fibras musculares. Esses efeitos contribuem para uma melhora global na regeneração neuromuscular. Em conclusão, a combinação de neurorrafia e BHF surge como uma abordagem médica emergente e economicamente viável, vantajosa no reparo de nervos periféricos

Nerves are fragile structures prone to damage caused by trauma that interrupts nerve conduction. Peripheral nerve injuries (PNIs) affect, in addition to the nerve, the innervated muscles and associated neuromuscular junctions (NMJs), leading to several morpho-functional and molecular alterations. Despite advances in surgical techniques, neurorrhaphy (suture) is still considered the “gold standard”, but recovery after PNI is rarely complete. Adjuvant methods have been used to accelerate regeneration and improve neuromuscular recovery, including heterologous fibrin biopolymer (HFB). This study aimed to evaluate the effects of neurorrhaphy associated with HFB on nerve regeneration and the morphofunctional aspects of neuromuscular interaction. Sixty adult male Wistar rats (CEUA-FMB: 1402/2021) were distributed into four groups (n = 15/group): Control Group (C): dissection and location of the right sciatic nerve. Denervated Group (D): nerve transection (neurotmesis) and removal of a 6 mm fragment, with the nerve stumps inverted and fixed to the adjacent subcutaneous tissue. Neurorrhaphy Group (N): neurotmesis followed by end-to-end neurorrhaphy. Neurorrhaphy + HFB Group (NB): neurotmesis followed by neurorrhaphy, with the addition of HFB. One day before and 120 days after surgeries, functional gait analysis (CatWalk XT) was performed on all animals. At 120 days after surgery, the animals were euthanized, and the sciatic nerves and soleus muscles were collected for morphological and morphometric analyses. In the functional analysis, the NB group was the only one to present results like group C and different from group D concerning coordination parameters (regularity index and number of steps). Regarding the weight of the soleus muscle, groups N and NB presented intermediate values, greater than group D and smaller than group C, but equal. In the nerve morphometry, all parameters were lower in the reconstructed groups (N and NB), like each other, and different from group C. The morphometry of the muscle fibers showed that group NB obtained results closer to group C, in terms of the fibers' area, perimeter, and diameter. Regarding the percentage of intramuscular collagen, group NB was the only one like group C, being different from groups N and D. The morphometric analysis of the NMJs and AChR showed that group NB presented results like group C and different from groups N and D about the area of the AChR and motor endplate and number of clusters; In the other parameters, the NB group showed greater proximity to group C. These results demonstrate that HFB contributes to partial functional recovery, and morphological restoration of NMJs and AChRs to normal patterns, in addition to promoting reinnervation of motor endplates and regeneration of muscle fibers. These effects contribute to an overall improvement in neuromuscular regeneration. In conclusion, the combination of neurorrhaphy and HFB emerges as an emerging and economically viable medical approach advantageous in peripheral nerve repair