Evaluering af regenereringskapaciteten af ​​satellitceller fra quadriceps sammenlignet med diafragma (ECARS)

Denne undersøgelse fokuserer på mekanisk ventilation, der anvendes på intensivafdelinger til at supplere den respiratoriske funktion hos patienter. Faktisk kan mekanisk ventilation "paradoksalt nok" være årsagen til komplikationer, der kan være livstruende hos patienter. Faktisk køber mekanisk ventilation aflastende åndedrætsmuskler, kan inducere atrofi af disse muskler og en ændring af deres kontraktile egenskaber induceret af en forstyrrelse af redoxstatus og vævsregenerering. Denne muskulære patologi kaldes ventilationsinduceret diaphragmatic dysfunction (DDIV).

I dyremodeller viste antioxidantmolekyler en gavnlig effekt til at begrænse denne patologi, hvilket fremhæver vigtigheden af ​​oxidativt stress i patofysiologien af ​​DDIV. Blandt de forskellige testede molekyler har SS-31, som er en chelator af frie radikaler, der er specifikke for mitokondrierne, vist sin effektivitet til at forhindre VIDD i en dyremodel. Fysiopatologiske data i Human er dog stadig nødvendige for at foreslå dette molekyle i et terapeutisk forsøg. Faktisk afhænger vedligeholdelsen af ​​muskelmasse og derfor vævsregenerering af muskelstamcellers (MuSC) eller satellitcellers evne til at aktivere og differentiere. Muskulær homeostase afhænger også af disse cellers kapacitet til at aktivere hvilegener for at opretholde en pulje af hvilende celler, som bevarer kapaciteten til selvfornyelse. I sammenhæng med et patologisk mikromiljø, der favoriserer overdreven aktivering af satellitceller, såsom under mekanisk ventilation, kan efterforskerne postulere, at dette vil føre til et tab af puljen af ​​hvilende celler og dermed inducere et tab af homeostase af det muskelvæv, der er ansvarligt for langvarig atrofi. Nylige undersøgelser på mus har vist et højere potentiale for, at disse diaphragmatiske hvilende celler aktiveres og deltager i fornyelsen af ​​beskadigede muskelfibre sammenlignet med perifere muskler. Denne specificitet af tidlig aktivering af diaphragmatiske satellitceller kunne svække dem mod et patologisk mikromiljø induceret af mekanisk ventilation, hvilket ændrer deres regenerative kapacitet. Men der findes i øjeblikket ingen data om mennesker.

Forskerne ønsker derfor i denne undersøgelse at vurdere diafragmaspecificiteten af ​​de fysiopatologiske mekanismer involveret i VIDD, ved en sammenlignende undersøgelse i samme emne af den biologiske funktion af satellitstamceller, der stammer fra quadricepsmusklen og mellemgulvet. Denne undersøgelse er komplementær til BOTAN-projektet valideret af IRB i Montpellier (IRB Akkrediteringsnummer: 198711), den 24/11/2021 under nummer 2021_IRB-MTP_08-37, hvilket muliggør indsamling af diafragmatiske satellitceller fra plejen. Faktisk vil efterforskerne i emner inkluderet i BOTAN-undersøgelsen udføre, under samme kirurgiske indgreb, som giver adgang til en diaphragmatisk biopsi, en biopsi af quadriceps for parallelt at evaluere den regenerative kapacitet af stamcellerne i quadriceps. sammenlignet med diaphragma hos samme patient.

Vores hypotese er, at den mekaniske og oxidative stress påført af mekanisk ventilation vil føre til nedsat aktivering af satellitceller, udtømning af poolen af ​​hvilende satellitceller. Konsekvensen vil være en manglende evne til muskelvævsregenerering og i sidste ende atrofi-associeret diafragma kontraktil dysfunktion. Ved at sammenligne den biologiske funktion af satellitceller og deres regenerative kapacitet, der kommer fra diafragma og quadriceps hos samme patient, vil efterforskerne således være i stand til at besvare spørgsmålet om, hvorvidt diafragmatiske stamceller er mere aktive i deres fornyelse sammenlignet med dem i quadriceps og quadriceps. er derfor mere tilbøjelige til at miste deres pulje af hvilende celler på baggrund af muskelatrofi og VIDD.

Dette arbejde vil give os mulighed for i fremtiden at identificere nye terapeutiske mål, der sigter mod at begrænse den tidlige aktivering af satellitceller i hvile, skadelige for vedligeholdelsen af ​​en pulje af hvilende satellitceller under mekanisk ventilation, for at begrænse virkningen af ​​VIDD.

Desuden vil BOTAN-studiet give os mulighed for at foreslå en in vitro-model af VIDD fra kulturer af humane diafragmatiske stamceller, som vil blive udsat for mekanisk stress svarende til dem, man støder på hos ventilerede patienter. Takket være denne undersøgelse, som vil give os mulighed for at vurdere specificiteten af ​​tidlig aktivering af quadriceps-satellitcellerne sammenlignet med diaphragma hos samme individ, vil efterforskerne også være i stand til at validere et in vitro-værktøj, der tillader screening af bioaktive molekyler af interesse for at begrænse VIDD, uden behov for en diafragmabiopsi, men kun en quadriceps-biopsi, som er meget mere enkel og mindre invasiv. Dette studie er således det første studie i mennesker, der foreslår denne type komparativ evaluering, som vil gøre det muligt at foreslå nye minimalt invasive værktøjer i evaluering og optimering af farmakologiske behandlinger for at begrænse virkningen af ​​VIDD.