Catepsinas respiratorias, inhibidores de proteasas y glicosaminoglicanos (GAG) en mucopolisacaridosis (RespiGAG)

Las mucopolisacaridosis (MPS) son un grupo de enfermedades metabólicas hereditarias causadas por una deficiencia de enzimas lisosomales que degradan los glicosaminoglicanos (GAG). La pérdida de su actividad da como resultado la acumulación celular de fragmentos de GAG ​​que conducen a manifestaciones multisistémicas progresivas (compromiso del sistema nervioso central, dismorfismo, anomalías esqueléticas, cardiomiopatía, problemas de oído/nariz/garganta y respiratorios). El deterioro de la función pulmonar es un problema de salud importante para los pacientes con MPS.

Se han desarrollado varios enfoques terapéuticos para restaurar la actividad enzimática deficiente (trasplante de células madre, terapia de reemplazo enzimático, terapia génica), pero es posible que se requieran nuevos enfoques terapéuticos, además de estos tratamientos convencionales actuales. En particular, la insuficiencia respiratoria no se restaura por completo. Los mecanismos celulares y moleculares responsables de la disfunción pulmonar siguen siendo hoy en día en gran parte desconocidos y requieren investigaciones adicionales. Está bien establecido que los GAG, en condiciones específicas, estimulan o inhiben la actividad de enzimas específicas denominadas catepsinas.

Las catepsinas de cisteína son proteasas lisosomales que pueden ser secretadas extracelularmente por macrófagos, células epiteliales y fibroblastos. Se ha demostrado desequilibrio entre las catepsinas y sus inhibidores a favor de la proteólisis en pacientes con enfermedades pulmonares crónicas (silicosis, fibrosis quística). Por el contrario, se encuentran altos niveles de sus inhibidores endógenos en la fibrosis idiopática. Curiosamente, estudios previos informaron que la acumulación de GAG ​​sulfatados (sulfato de condroitina, sulfato de heparán, sulfato de dermatán) perjudicó la actividad colagenolítica de la catepsina K en un modelo de ratón con MPS I, lo que respalda que la catepsina K participa en la fisiopatología de la afectación ósea en pacientes con MPS. . Además, otras catepsinas relacionadas están reguladas in vitro por GAG.

Por lo tanto, la inhibición de las catepsinas puede contribuir al deterioro respiratorio en pacientes con MPS. Sin embargo, aún se desconoce su expresión y su papel en las vías respiratorias de los pacientes con MPS. Además, se sabe poco sobre los niveles de GAG ​​en los pulmones con MPS. La principal hipótesis de la investigación propuesta es evaluar los niveles de GAG ​​sulfatados (heparán sulfato, condroitín sulfato, dermatán sulfato) en muestras respiratorias de pacientes con MPS y la capacidad de estos GAG para modular las actividades proteolíticas de las catepsinas lisosomales. Esto conduciría a una remodelación anormal de la arquitectura de la matriz extracelular, contribuyendo a los trastornos respiratorios de los pacientes con MPS. Para validar esta hipótesis, se realizará un estudio correlacional para encontrar una relación entre la expresión/actividad de las catepsinas, las concentraciones de GAG ​​y la función respiratoria.

Se trata de un estudio multicéntrico, prospectivo, no intervencionista y de casos y controles (pacientes con MPS vs pacientes sin MPS). Las muestras pulmonares (residuos biológicos) se recogerán en pacientes después de una sesión de fisioterapia respiratoria (programada para atención de rutina) o mediante aspiración traqueal cuando los pacientes estén intubados (intubación para imagen o cirugía bajo anestesia general). Las muestras recolectadas se utilizarán para evaluar el nivel de expresión y actividad de las catepsinas y sus inhibidores y la cantidad de GAG ​​sulfatados.

Los pacientes con MPS serán reclutados en algunos Centros de Referencia y Competencia para Enfermedades Metabólicas en Francia (Angers, Bordeaux, Brest, Rennes, Toulouse, Tours). Los pacientes sin MPS serán reclutados en el Hospital Universitario de Tours (Reanimación Pediátrica).

Algunos datos médicos de pacientes con MPS se recopilarán retrospectivamente de la historia clínica. Estos datos serán edad, sexo, tipo de MPS, valoración respiratoria.

Los datos recogidos de los pacientes no MPS serán de edad y sexo.

Los beneficios esperados son:

1. Mejor comprensión de la fisiopatología respiratoria en pacientes con MPS: mediante la comprensión de las interacciones moleculares de catepsinas/GAG.

2. Desarrollo de nuevos abordajes terapéuticos para la enfermedad respiratoria en pacientes con MPS:

   Si podemos demostrar que existe una desregulación de la actividad de la catepsina pulmonar en pacientes con MPS, sería de gran interés un tratamiento que restableciera esta actividad. Este tipo de tratamiento ya está estudiado en enfermedades óseas como la osteoporosis. Este tratamiento sería complementario a las terapias convencionales actuales, como el trasplante de células madre o la terapia de reemplazo enzimático.

3. Nuevos enfoques terapéuticos potencialmente efectivos para otros problemas en pacientes con MPS:

El mecanismo de inhibición de la actividad de la catepsina por parte de los GAG probablemente no sea específico del pulmón. La acumulación de GAG ​​y la expresión de catepsinas son omnipresentes en humanos. Ya se ha descrito el papel de la desregulación de las catepsinas por los GAG para explicar algunas afectaciones óseas o cardíacas. Por lo tanto, estos nuevos enfoques terapéuticos también podrían tener un efecto beneficioso sobre la afectación de otros órganos en pacientes con MPS.