WUSTL - Biopsia muscolare

Fondazione FONAMA

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Traduzione di Natale Marzari

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Giunzioni neuromuscolari, Nervi, Spinale, Atassia, Anticorpi e Biopsia, Informazioni per i pazienti

Traduzione del 1 marzo 2011

BIOPSIA MUSCOLARE

Metodi
Selezione dei muscoli per la biopsia
Congelamento della biopsia
Procedura per la biopsia
Colorazione
Modulo di richiesta per la biopsia: PDF

Clinica
Come si legge una biopsia muscolare
Indicazioni
Risultati: Diagnosi differenziale
Patologia: Indice
Sconosciute

Biopsia dei nervi

INDICAZIONI GENERALI PER LE BIOPSIE MUSCOLARI

Presenza di alcune prove di malattia muscolare
- Debolezza
- Sintomi muscolari: Sofferenza; Crampi; Affaticamento con l'attività (r/o miastenia)
- Creatina chinasi (CK) elevata (molto alta o alta)
- EMG miopatica
Presenza di una neuropatia per la quale è indicata una biopsia nervosa
Presenza di un disturbo sistemico che può avere manifestazioni silenti nei muscoli
- Vasculite
- Sarcoidosi
Non indicata generalmente in alcuni disturbi meglio diagnosticati con metodi elettrodiagnostici
- Miastenia grave (Può essere suggerita alla biopsia se le NMJ alla colorazione esterasi sono piccole)
- Miotonie
Aspettare: 1 mese dopo un episodio di rabdomiolisi

SELEZIONE DEL MUSCOLO PER LA BIOPSIA

Malattia cronica: Muscoli con debolezza moderata ma non grave
Malattia acuta: Muscoli con debolezza grave o moderata
Muscoli meglio specificanti: Deltoide; Bicipite; Quadricipite
Nei casi difficili può essere usata la MRI per selezionare siti muscolari patologici
Evitare: Muscoli che erano stati sito di EMG, iniezioni,o trauma

PROCEDURE PER LA BIOPSIA

Tecnica: Per il prelievo muscolare noi usiamo quasi sempre la procedura della biopsia aperta
- La biopsia aperta è fortemente indicata per i disturbi con patologia a zone, per es. polimiositi
- Non usare cauteri, suture, o punti metallici
- Alcuni laboratori usano gli aghi per molte biopsie per minimizzare il trauma
  - Possono sfuggire patologie a zone o epimisiali
- Prelevare numerosi campioni dal sito della biopsia: Specialmente in caso di possibili
  - Malattie multifocali: Miopatie infiammatorie
  - Necessari per le analisi metaboliche
Trasporto
- Il muscolo può essere mantenuto in garza con soluzione salina per numerosi ore.
- Tenere il campione al freddo.
- Il muscolo NON dovrà essere immerso in liquidi salini, fissativi o altro
- Il muscolo congelato può essere spedito in sicurezza "con corriere rapido" con adeguato ghiaccio secco
Preservazione
- La maggior parte dei tessuti vanno congelati in isopentano preraffreddato a -160^oC in azoto liquido
  - Il muscolo congelato per istochimica fornisce
    - Una eccellente morfologia delle fibre muscolari
    - La maggior parte delle informazioni diagnostiche con il microscopio ottico
  - Il processo di congelamento dovrà essere rapido per prevenire artefatti.
  - Conservare il muscolo congelato a -80^oC.
- Fissare alcuni campioni muscolari in glutaraldeide al 4%
  - Inglobare la maggior parte dei muscoli fissati in plastica
    - Per le analisi ultrastrutturali, se necessarie
    - Buona visualizzazione dei capillari endomisiali muscolari
  - Materiale inglobato in paraffina
    - Utile per il controllo dell'infiammazione e della morfologia delle cellule infiammatorie
    - Fornisce una scarsa morfologia delle fibre muscolari

COME SI LEGGE UNA BIOPSIA MUSCOLARE

Questioni generale da ricordare

Le fibre muscolari sono anormali?

Muscolo normale:
Diametro medio delle fibre

Età
(Anni) Diametro
(μM)

Nascita 15

1 18

3 20

6 27

8 35

10 40

12 50

Adulti ≥ 60

Dimensione: Piccola o grande
Forma: Arrotondata o angolare
Tipo: Raggruppanti; Predominanza di tipi di fibre
Architettura interna: Disordinata o persa; Vacuoli; Nuclei interni; Inclusioni
Deposito di materiale o accumulato: Glicogeno; Lipidi; Mitocondri

Il processo patologico è

Neurogeno o miopatico?

Forma delle fibre muscolari sottili

Rotonda: Miopatica
Angolare: Neurogena
Eccezioni

Atrofia di tipo 2 ® fibre sottili angolari
Atrofia muscolare spinale ® fibre sottili arrotondate

Distribuzione delle fibre atrofiche

Raggruppate: Denervazione; Distrofinopatie
Sparse: Neuropatia acuta o miopatia

Distribuzione dei tipi di fibre

Tipo raggruppante: Denervazione cronica
Predominanza di tipi di fibre

Disturbo congenito
Neuropatia demielinizzante
Fibre di tipo grosso raggruppanti

Tipi di fibre assottigliate

Tipo 1 sottili: Miopatie ereditarie
Tipo 2 sottili: Disturbi acquisiti; MG congenita

Acuta o cronica?

Acuta

Miopatia: Degenerazione e rigenerazione delle fibre muscolari
Neuropatia: Fibre muscolari angolari sottili

Cronica

Miopatia: Tessuto connettivo endomisiale aumentato; Ipertrofia delle fibre muscolari
Neuropatia: Fibre di tipo raggruppante; Agglomerati nucleari picnotici

Producente specifiche caratteristiche diagnostiche?

Quale è la distribuzione della patologia?
- Uniforme (Simili in tutte le parti della biopsia): Distrofia; Atrofia di tipi di fibre
- Regionale
  - Alterazioni fascicolari a zone: Miopatia infiammatoria; Denervazione focale
  - Gruppi di fibre muscolari
- Fibre muscolari sparse: Miopatia acuta; Neuropatia acuta
Ci sono caratteristiche diagnostiche?
- Si tratta di infiammazione o di eccesso di cellularità?
  - Quale genere?
    - Linfociti
    - Macrofagi
    - Eosinofili
    - Altre: Neoplasmia
  - Dove?
    - Endomisiale
    - Perimisiale
    - Perivascolare
    - Invasione focale delle fibre muscolari
- C'è deposito di materiale?
  - Lipidi
  - Glicogeno
  - Amiloide
- C'è patologia in strutture diverse dalle fibre muscolari?
  - Vasi
  - Tessuto connettivo: Endomisiale; Perimisiale
  - Nervi intramuscolari

COLORAZIONI DI UNA BIOPSIA MUSCOLARE

Categorie	Metodo	Utilità
Morfologia	Ematossilina ed eosina	Patologia delle fibre muscolari; Nuclei
	Verhof van Giesson (VvG)	Tessuto connettivo; Struttura dei vasi Nervi intramuscolari
	Tricromica di Gomori	Tessuto connettivo; Bastoncelli nemalinici
Enzimi dei tipi di fibre	ATPasi miofibrillare	Fibre muscolari di tipo raggruppante o atrofia
	ATPasi pH 9,4	Perdita di miosina; Atrofia delle fibre di tipo 1 o 2
	ATPasi pH 4,6	Fibre muscolari di tipo 2B
	ATPasi pH 4,3	Fibre muscolari di tipo 2C (Immature)
Enzimi ossidativi	NADH-TR	Architettura interna delle fibre muscolari; Aggregati tubulari; Nuclei centrali
	Succinato deidrogenasi	Patologia mitocondriale Proteine codificate dal DNA nucleare
	Citocromo ossidasi	Patologia mitocondriale Proteine codificate dal DNA mitocondriale
Enzimi glicolitici	Fosforilasi	Carenza di fosforilasi
Enzimi glicolitici	Fosfofruttocinasi (PFK)	Carenza di PFK
Enzimi idrolitici	Fosfatasi acida	Macrofagi; Lisosomi; Lipofuscina
	Esterasi non specifica	Macrofagi; Lisosomi; Giunzioni neuromuscolari e miotendinee Fibre muscolari denervate (sottili angolari)
	Acetilcolinesterasi	Giunzioni neuromuscolari e miotendinee
	Fosfatasi alcalina	Fibre muscolari rigeneranti; Malattia immunitaria del tessuto connettivo
Deposito di materiale	PAS	Disturbi del glicogeno e dei carboidrati
	Blu alcian	Mucopolisaccaridi
	Nero Sudan B	Deposito di lipidi
	Olio rosso O	Deposito di lipidi
Altro	Rosso Congo	Amiloide; Infiammazione; Vacuoli
	Mioadenilato deaminasi	Carenza di AMPDA
	Pironina verde metile	RNA
	Arancio acridine	RNA
	Von Kossa	Calcio
	Rosso alizarin	Calcio
Muscolo fissato	Blu di toluidina	Fibre muscolari; Capillari

RISULTATI DA BIOPSIA MUSCOLARE: Diagnosi differenziale

Fibre muscolari
Danno
Architettura interna
Mitocondriali
Necrosi
Cambiamenti di dimensioni
Atrofia
Ipertrofia
Deposito
Tipi di disturbi
Vacuoli

Amiloide
Patologia dei capillari
Complementi
Fibrosi endomisiale
Infiammazione
Miopatie ereditarie
Proteine citoplasmatiche
Proteine extracellulari
Proteine nucleari
Proteine sarcolemmali
Patologia nucleare

Invasione focale delle fibre muscolari

Atrofia (H&E; ATPasi): Vedi anche tipi di disturbi delle fibre
- Fibre sottili arrotondate: Miopatia (Rigenerazione; cronica); Tipo I assottigliate
- Fibre sottili angolari: Neuropatia; Atrofia di tipo 2; Miopatia con corpi inclusi
- Raggruppata: Neuropatia con denervazione
  - Molti piccoli gruppi: Più frequentemente associata con la SLA
  - Grandi gruppi: Denervazione cronica; Malattia del neurone motorio
  - Escludere: Miopatica raggruppante
- Perifascicolare: Dermatomiosite
Ipertrofia
- Fibre di tipo I: Atrofia muscolare spinale
- Fibre muscolari di tipo II: Esercizio
- Fibre di tipo misto
  - Denervazione parziale: Molto cronica
  - Miopatie croniche: Distrofie muscolari
- Rare: Miopatie infiammatorie e immunitarie, eccetto la IBM
Danno delle fibre muscolari
Patologia nucleare (H&E)
- Agglomerati picnotici
  - Denervazione cronica senza reinnervazione
  - Distrofia miotonica di tipo II
  - Miastenia grave, cronica non trattata
- Nuclei interni
  - Più abbondanti e > 60% di fibre: Distrofia miotonica cronica
  - Singolo, piazzato centralmente: Miopatia centronucleare
  - 10% ÷ 30% di fibre: Neuropatica cronica o processo miopatico
  - In tutte o nella maggior parte delle fibre muscolari di tipo 2: Distrofia miotonica di tipo 2
- Nuclei anormali: Miosite con corpi inclusi
- Nuclei grandi: Fibre muscolari rigeneranti; Miopatia da perdita di miosina
Infiammazione (H&E; Rosso Congo; Fosfatasi acida; Esterasi; Immunocitochimica)
- Miopatie immunitarie
  - Cellule T > macrofagi
    - Spesso con invasione focale delle fibre muscolari
    - Disturbi specifici: Miosite con corpi inclusi; Miositi con disturbo mitocondriale
  - Macrofagi predominanti
  - Cellule B
    - Dermatomiosite della fanciullezza: Alcuni pazienti
    - Miopatia infiammatoria brachio-cervicale (BCIM)
    - Miosite nodulare
  - Eosinofili: Presenti nel sangue o nei muscoli
    - Fascite eosinofila: Eosinofili in tessuto connettivo perimisiale
    - Mialgia eosinofila
    - Trichinosi
    - LGMD 2A: Eosinofili nelle cellule associate alle fibre muscolari in necrosi
    - Vasculite: Churg-Strauss
    - Miosite orbitale
    - Miopatia masticatoria
- Vasculite: Cellule T > macrofagi
- Distrofia FSH: Cellule T
- Sarcoidea: Macrofagi e istiociti nel centro della infiammazione granulomatosa
- Necrosi delle fibre: Macrofagi nelle fibre muscolari
- Linforragie (Miastenia grave): Cellule T
Fibrosi endomisiale (H&E; GT e VvG)
- Diffusa e abbondante
  - Distrofia
  - Stadio finale muscolare
  - Miopatia anti-SRP
- A zone: Miopatia acquisita
- Il tessuto connettivo endomisiale aumentato tra fibre muscolari è normale nelle regioni con NMJ
Architettura interna delle fibre anormale (Colorazione NADH)
- Bersagli: Denervazione e reinnervazione; Tenotomia
- Nuclei: Sindromi del nucleo centrale
- Grossolana: Fibre rigeneranti o immature
- Bastoncelli (Colorazione GT): Miopatia con bastoncelli; Reinnervazione con bersagli
- Aggregati tubulari
- Fibre tarmate: Disturbi sistemici del tessuto connettivo; Distrofia cronica
- Anelli
- Fibre lobate: LGMD 2A; CMD di Ulrich; Miopatia di Bethlem
- Necrosi
Tipi di disturbi delle fibre (ATPasi pH 9,4, 4,6 e 4,3)
- Tipo raggruppante
  - Denervazione cronica con reinnervazione o germinazioni collaterali
- Fibre muscolari di tipo 1
  - Predominanza
    - Tutte di tipo 1
      - Malattia del nucleo centrale; Mutazioni RYR1; Miopatia congenita; Fibre grosse di tipo raggruppante; Neuropatie demielinizzanti
      - La maggior parte del tipo 1: Atrofia muscolare bulbospinale
  - Dimensione: Sottili
    - Distrofia: Emery-Dreifuss; ? Miotonica
    - Miopatie congenite: Centronucleare; Bastoncelli nemalinici; Fibre del tipo di dimensioni sproporzione
  - Dimensione: Grandi
    - Atrofia muscolare spinale 5q; Altra denervazione parziale cronica
- Fibre muscolari di tipo 2
  - Dimensione: Sottile
    - Cause generali: Disuso; Invecchiamento; Perdita di peso; Malattia sistemica; Paraneoplastica; Miastenia della fanciullezza
    - Fibre di tipo 2A assenti o sottili: IBM3
    - Fibre 2B sottili: Disuso all'inizio
    - Fibre 2C sottili: Fibre muscolari immature
  - Dimensione: Grosse
    - Esercizio di allenamento
- Assenza della colorazione ATPasi della miosina a tutti i pH
  - Miopatie con perdita di miosina
Mitocondriali (SDH e citocromo ossidasi)
- Patologia: Diagnosi differenziale
Deposito di glicogeno (PAS)
Deposito di lipidi (Nero Sudan o Olio rosso O)
Vacuoli
- Lisosomiali: Carenza di maltasi acida; Malattia di Batten
- Autofagici
  - Istologia: Può colorare per esterasi e proteine sarcolemmali
  - Disturbi
    - Vacuoli autofagici con caratteristiche sarcolemmali
    - Vacuoli autofagici: Altre
- Perossisomi: Malattia di Lafora
- Bordati
  - Miosite con corpi inclusi
  - Distrofia muscolare oculofaringea (OPMD)
  - Miopatie distali
  - Miopatie con corpi inclusi ereditarie
    - HIBM: 1, 2, 3
    - Miopatia + Paget e demenza
  - LGMD: 1A, 1G, 2G
  - Emery-Dreifuss, collegata a X
- Subsarcolemmale: Carenza di fosforilasi
- Altre: Paralisi periodica; Deposito di glicogeno; Deposito di lipidi; Miopatia centronucleare;
  Lipofuscina (invecchiamento); Artefatto da congelamento; Deposito di desmina
Amiloide
- Patologia (Rosso Congo)
- Diagnosi differenziale
Poliglucosano deposito: Aumento nel rapporto glicogeno sintetasi:enzimi ramificanti
Deposito di complementi: Modelli
- Capillari muscolari
- Dentro le fibre muscolari: Necrosi delle fibre muscolari
- Superficie delle fibre muscolari: Cause varianti
- Tessuto connettivo endomisiale: Brachio-cervicale e altre miopatie infiammatorie
Patologia dei capillari
Immunoistochimica: Miopatie ereditarie ¹

Proteine citoplasmatiche
Proteine extracellulari
Proteine nucleari
Proteine sarcolemmali
- Molecole extracellulari
  - Laminine
    - Catena γ1 della laminina: Controllo per valutazione della membrana basale nei disturbi della lamina basale
    - Laminina α2 (Merosina)
      - Normale: Diffusamente presente sulla lamina basale e nei nervi IM
      - Assente
        
        Distrofia muscolare congenita
        
        Associata con riduzione della laminina β2, distroglicano α e integrina α7
      - Ridotta
        
        Primaria: Miopatia
        
        Secondaria: FKRP (LGMD 2I, CMD + ipertrofia muscolare, MEB, Sindrome Walker-Warburg
    - Laminina-β1: Ridotta nella miopatia di Bethlem
  - Collagene
    - Miopatia di Bethlem: Collagene VI colorazione normale; Laminina-β1 ridotta
    - Distrofia muscolare congenita di Ullrich: Collagene VI colorazione ridotta nei muscoli e nei capillari
  - Perlecan: Ridotta o normale nella sindrome di Schwartz-Jampel
- Proteine correlate
- Proteine citoplasmatiche: Solubili e miofibrillari
  - Actina: Può colorare accumulazioni nelle
    - Miopatia nemalinica: Disturbi dell'actina
    - Miopatia congenita con eccesso di filamenti sottili
  - Proteine dei dischi Z
    - Bastoncelli nemalinici: Colorati dall'actinina α; Teletonina; Miotilina
    - Miotilina: Accumulazione anormale con alcuni mutazioni (Miopatia miofibrillare)
    - Teletonina: Assenti nella LGMD 2G
  - Miosina: Tipizzazione della fibre
  - Titina: IHC non utile per la diagnosi della LGMD 2J o della Miopatia distale
  - Calpaina-3
    - IHC: Non utile nella esaminazione per la LGMD 2A
    - Western blot
      - L'assenza della calpaina 3: Ha specificità per la LGMD 2A
      - Calpaina 3 ridotta: Può aversi nelle LGMD 2A, 2B, 2I, 2J
      - Vedi anche: Altri modelli di anormalità della calpaina 3
  - Desmina
    - Accumulazioni intracellulari: Marcatori per le miopatie miofibrillari
    - Altre proteine associate nell'accumulazioni: Distrofina, CDC2 chinasi, β-APP, proteina prione, NCAM e miotilina
- Proteine nucleari
  - Emerina: Assenza di colorazione nel muscolo e cute nella EDMD 1
  - Lamina A/C: IHC non utile; Western blot può dimostrare riduzione del quantitativo nella EDMD 2

Vedi: Indice delle patologie

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Riferimenti
1. J Neuropath Exp Neurol 2005;64:181-193
2. Neuromuscul Disord 2008;18:934-941

6 dicembre 2009

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Muscolo normale: Diametro medio delle fibre
Età (Anni)	Diametro (μM)
Nascita	15
1	18
3	20
6	27
8	35
10	40
12	50
Adulti	≥ 60