Análisis in vivo de células madre musculares en la isquemia crónica y aguda de las extremidades inferiores (isquemia miostémica)

La regeneración muscular posterior a la lesión es un proceso multifacético que requiere la coordinación de la miogénesis y la angiogénesis. Si esta coordinación se altera en el contexto patológico ha sido mal investigado, si el defecto original proviene de la célula miogénica (miopatía degenerativa) o el vaso (isquemia crónica de las extremidades).

La isquemia crónica de las extremidades en pacientes con enfermedad arterial periférica (EAP) causa debilidad muscular y disminuye la tolerancia al ejercicio. Los pacientes con EAP con isquemia crónica de las extremidades sufren principalmente de claudicación intermitente al caminar o dolor en reposo en una etapa más avanzada, es decir, en la isquemia crítica de las extremidades. La EAP se asocia con apoptosis y atrofia de las células musculares, cambio de tipo de fibra (del tipo I al tipo II), aumento del contenido de grasa muscular y denervación. Los mecanismos subyacentes son de origen hemodinámico y están relacionados con obstrucciones ateroscleróticas de las arterias principales que irrigan las extremidades inferiores. Sin embargo, mecanismos adicionales contribuyen a las manifestaciones de las extremidades, donde una reducción en el flujo sanguíneo por sí sola no puede explicar la limitación del ejercicio en pacientes con EAP sintomática. Estos mecanismos incluyen una cascada de respuestas patológicas durante la isquemia inducida por el ejercicio y la reperfusión en reposo, disfunción endotelial, estrés oxidativo, inflamación y anomalías metabólicas musculares). Sorprendentemente, se ha pasado por alto la implicación de las SC en la fisiopatología de la isquemia crónica de las extremidades. Se podría suponer que la capacidad regenerativa de las SC en la EAP avanzada se ve abrumada por la isquemia prolongada. En este caso, una disminución de las capacidades regenerativas de las CS podría participar en el agravamiento de la atrofia muscular y la perfusión de las extremidades, considerando sus conocidas propiedades proangiogénicas. Consistentemente, un estudio preclínico demostró que la administración combinada de factores proangiogénicos y miogénicos mejora la recuperación del músculo isquémico, mientras que la cirugía endovascular y la administración de factores angiogénicos (proteínas recombinantes o terapia génica) o células angiogénicas (terapia celular) mostraron efectos limitados. Esto indica que promover la angiogénesis junto con la miogénesis puede ser una estrategia terapéutica más adecuada.

La angiogénesis deteriorada y/o la miogénesis deteriorada son, por lo tanto, nuevos jugadores en la isquemia crónica de las extremidades y podrían representar posibles objetivos terapéuticos para retrasar o aliviar la disfunción muscular.

Para los pacientes con EAP, se realizarán biopsias musculares durante la cirugía de derivación femoropoplítea. Se realizarán biopsias musculares de control en pacientes sometidos a cirugía ortopédica del miembro inferior o bypass femorapoplíteo por razones no isquémicas (aneurisma poplíteo, síndrome de atrapamiento poplíteo). En paralelo, SC humanas en pacientes sin EAP con isquemia aguda de extremidades <6 h ( de origen embólico). Para el estudio PAD, se excluirán de este estudio los pacientes con enfermedad autoinmune, cáncer activo, enfermedad renal en etapa terminal o necrosis tisular o edema cerca del sitio de la biopsia.

Se realizarán tres evaluaciones principales:

1. Estudio topográfico: número, distribución y proximidad relativa de SC y capilares, tipo de fibra, basado en inmunohistoquímica aplicada a secciones transversales delgadas estándar y a segmentos más gruesos de músculo aclarado.
2. Estudio funcional: comparación in vitro e in vivo del potencial miogénico de SC entre pacientes isquémicos y de control, basado en el cultivo de células primarias de SC y el sistema de cocultivo SC-ECS. En última instancia, el trasplante SC en el músculo lesionado de ratones inmunodepresados ​​tendrá como objetivo evaluar las capacidades miogénicas.
3. Análisis transcriptómico: de SC y EC clasificados del músculo isquémico de pacientes con PAD, controlar el músculo y los pacientes con isquemia aguda.

El objetivo de los investigadores es analizar y comparar la adaptación molecular de las CE y SC hacia la isquemia crónica (en un contexto de atrofia y debilidad muscular) en comparación con la isquemia aguda (en un contexto de la función muscular normal) se dará especial atención en el análisis a las vías ya involucradas en el acoplamiento de miogénesis/angiogénesis durante la regeneración muscular.