Mitokondrioiden aktiivisuus ja myosteatoosi ylemmän ruoansulatuskanavan syöpien kakeksiassa (MYOMEC)

Aliravitsemukselle on tyypillistä negatiivinen energiatase, joka johtuu luuston syvästä lihasten menetyksestä, joka on itsessään toissijaista saannin vähenemisen ja painonpudotusta pahentavien aineenvaihduntahäiriöiden vuoksi. Sarkopenia määritellään lihasmassan menetykseksi, jonka seuraukset ovat lihasvoiman ja fyysisen suorituskyvyn heikkeneminen. Moniin kroonisiin sairauksiin (munuaisten vajaatoiminta, sydämen vajaatoiminta, diabetes, COPD) tunnistettu kakeksia on seurausta epätasapainosta proteolyysi ja proteogeneesi, ja se voidaan määritellä monitekijäiseksi oireyhtymäksi, jolle on tunnusomaista painonpudotus, joka johtuu pääasiassa vähärasvaisen massan, erityisesti lihasmassan, menetyksestä, jota ei voida korjata riittävällä ravitsemusosuudella ja joka johtaa toiminnallisiin poikkeamiin.

ENT-syövät muodostavat noin 15 % kaikista miesten syövistä ja 2 % naisista. Ne koskevat pääasiassa 45–70-vuotiaita henkilöitä, joilla on hallitseva rooli etyylitupakkamyrkytyksenä. Potilaat, joilla on ylemmän ilma-ruoansulatuskanavan syöpiä, ovat erityisen alttiita aliravitsemukselle itse kasvaimesta, mutta myös kontekstista (etyyli-tupakkamyrkytys, istumiskäyttäytyminen, huono yleiskunto), kasvaimen lokalisaatio, johon liittyy saannin väheneminen (mekaaninen tukos, anoreksia) , kipu), mutta myös hoidon jälkeen (kemoterapia, sädehoito, leikkaus).

Syöpäkakeksia vaikuttaa noin 80 prosenttiin potilaista, joilla on pitkälle edennyt syöpä, ja se vaikuttaa heidän ennusteeseensa lisäämällä sairastuvuutta ja kuolleisuutta, heikentynyttä sietokykyä ja hoitovastetta, heikentynyttä elämänlaatua ja alentamalla eloonjäämistä. Sen ennuste riippuu lihasmassan menetyksen laajuudesta. Se on yleensä raportoitu potilaalle, jonka painonpudotus on yli 5 % alkuperäisestä painostaan ​​viimeisen 6 kuukauden aikana, ja kolme vaihetta on kuvattu: Kakeksiaa edeltävä vaihe, puhdas kakeksiavaihe, refraktaarinen kakeksiavaihe. Sille on ominaista muun muassa systeemisen tulehduksen kehittyminen ja kasvainsolulinjojen ja syöpäpotilaiden kasvainsolujen on osoitettu tuottavan tulehdusta edistäviä sytokiinejä (IL-6, IL-8).

Luuston lihasmassan menetys, jopa 75 % vakavassa aliravitsemuksessa, liittyy lihaskatabolismin kiihtymiseen ja lihasproteiinin anabolismin muutokseen suurten kasvainsignaalien välittämänä ja johtaa suorituskyvyn heikkenemiseen, kokonaiseloonjäämisen laskuun, lisääntymiseen. alttius kemoterapian toksisille vaikutuksille ja altistuminen pitkäaikaiselle sairaalassaololle lisääntyy.

Tämä lihasten menetys johtuu proteolyysiilmiöiden lisääntymisestä, mutta myös proteiinisynteesin vähenemisestä. Tärkeimmät proteolyyttiset reitit ovat kalpaiini-kalsium-riippuvainen reitti, lysosomaalinen reitti ja ubikitiini-proteasomi-ATP-reitti. Useat tutkimukset ovat osoittaneet näiden proteolyyttisten reittien aktivoitumisen syöpäkakeksiassa. Näistä proteolyyttisistä reiteistä ubikvitiini-proteasomi-ATP-riippuvainen reitti näyttää olevan eniten mukana syövän kakeksiassa. Tätä proteolyyttistä reittiä välittävät kaksi luurankolihakselle spesifistä ubikvitiiniligaasia, MAF-Box ja MURF1, jotka ovat suurelta osin yli-ilmentyneitä monissa lihasatrofian ja syöpäkakeksian mallit. Toisaalta kasvutekijä IGF1 on tunnettu anabolinen tekijä, joka aktivoi proteosynteesin signalointireitin PI3K/Akt/mTOR kautta. IGF1:n ilmentymisen lasku luurankolihaksissa havaitaan syöpäkakeksian kokeellisissa malleissa. Tutkimukset ovat osoittaneet, että tietyt kasvainperäiset tekijät voivat myötävaikuttaa syövän kakeksiaan joissakin eläinmalleissa.

Kaksi tekijää ovat kiinnittäneet tutkijoiden huomion erityisesti viime vuosina, ZAG-tekijä (sinkki-alfa-2-glykoproteiini), todellinen lipidien mobilisaatiotekijä ihmisillä, yli-ilmentynyt maksassa ja rasvakudoksessa ja PIF (proteoglykaani, joka on tunnistettu hiiren hiiren adenokarsinoomakasvainsoluissa, olisi vastuussa ubikitiini-proteasomi-ATP-riippuvaisen proteolyyttisen reitin aktivoitumisen aiheuttamasta lihasten tuhlauksesta. Uusimmat työt viittaavat siihen, että myostatiini ja aktiviini A, kaksi TGFβ-superperheen jäsentä, voivat edistää tiettyjen syöpien aiheuttamaa kakeksiaa, erityisesti lihasatrofiaa.

Rasvahäviö on varhainen oireyhtymä syövän kakeksian kehittymisessä, ja se korreloi negatiivisesti potilaan elinajanodotteen kanssa. Varhaiset tutkimukset tästä rasvasulasta paljastivat triglyseridien varastoinnin puutteen rasvakudoksessa. Triglyseridien varastointi saavutetaan lipoproteiinilipaasin vaikutuksesta. Sitä esiintyy pääasiassa rasvakudoksessa ja se hydrolysoi veressä kiertäviä lipoproteiineja, mikä mahdollistaa rasvahappojen talteenoton ja rasvavarastojen varastoinnin. Kasvaimen kehittyminen indusoisi lipoproteiinilipaasin geenin ilmentymisen ja aktiivisuuden laskua tulehduksellisten sytokiinien vaikutuksesta. Nykyinen tutkimus näyttää kuitenkin osoittavan, että syöpäkakeksiassa havaittu rasvan sulaminen selittyy enimmäkseen lipolyysin lisääntymisellä (näkyy epäsuorasti plasman rasvahappopitoisuuden nousuna kakektisilla potilailla, joilla on maha-suolikanavan syöpä). .

Lipolyysi hormoniherkän lipaasin (LHS) ja monoglyseridilipaasin (MGL) kautta mahdollistaa triglyseridien hydrolyysin diglyserideiksi ja diglyseridien monoglyserideiksi, jotka itse hajoavat vapaiksi rasvahapoiksi ja glyseroliksi. Rasvakudosspesifinen triglyseridilipaasi (TGLA) on äskettäin löydetty, ja sen rooli on tarpeeton LHS:n rooliin verrattuna. Caon et ai. osoitti, että LHS:n aktivaatio katekoliamiinien toimesta voisi muodostaa mekanismin lipolyysin säätelyyn syöpäkakeksian aikana. . TGLA:n ja LHS:n muutos olisi myös vastuussa DAG:n ja TAG:n kertymisestä syöpähiirten lihakseen. Äskettäinen tutkimus osoitti, että TGLA:n ja LHS:n mitätöiminen kahdessa kakeksiamallissa, jotka aiheutettiin Lewisin keuhkosyöpäsolujen tai B16-melanoomasolujen injektiolla, aiheutti vastustuskyvyn kakeksian kehittymiselle rajoittamalla rasvan ja lihasten menetystä. Syöpäkakeksian aikana kehittynyt systeeminen tulehdus voi myös lisätä insuliiniresistenssiä TNFalfan kautta. TNFalpha voisi estää perilipiini A:n ekspressiota, proteiinia, joka ilmentyy rasvakudoksen lipidipisaroiden pinnalla ja jolla on tärkeä rooli rasvakudoksen eheydessä, koska se rajoittaa lipolyysiin osallistuvien entsyymien pääsyä lipidipisaraan. Perilipiini A:n ilmentymisen väheneminen indusoisi lipolyysin lisääntymistä. Lisäksi Stephensin et al. vuonna 2011 totesi , että lihaksensisäisten lipidipisaroiden määrä ja koko lisääntyvät syövän esiintyessä ja lisääntyvät myös painonpudotuksen / rasvan menettämisen myötä muissa kehon osissa .

Myosteatoosi, patologinen rasvakertymä luurankolihaksessa, on toinen kehon koostumuksen ominaisuus alhaisen lihasmassan lisäksi, joka liittyy syöpäsairauden huonoon ennusteeseen, erityisesti kokonaiseloonjäämisen vähenemiseen, ja äskettäin on osoitettu, että syöpäpotilaiden lihas sisältää sitäkin enemmän rasvakudosta, että vakava laihtuminen. Useat tutkimukset ovat osoittaneet, että myosteatoosi liittyy insuliiniresistenssin lisääntymiseen ja siten proteolyysin vähenemiseen aminohappojen insuliinikuljetuksen estämisen kautta. Lihaksen rasvapitoisuutta voidaan tutkia epäsuorasti ja ei-invasiivisesti sillä perusteella, että rasvakudos tyypillisesti vaimentaa siihen kohdistettua säteilyä. . Vaimennusmittausten arvo määräytyy nopeuden mukaan, jolla säteily kulkee kudoksen läpi, ja se ilmaistaan ​​Hounsfieldin yksikköinä (HU). Lihas- ja rasvakudoksen vaimennusarvot määriteltiin välillä -190 ja -30 HU .

Lihaksen säteilyn heikkeneminen korreloi hyvin lihasten rasvapitoisuuden kanssa. . Siten CT-skannauksen määrittämät HU-arvot voivat heijastaa lihaksensisäisen rasvakudoksen astetta, ja niitä käytetään normaalin tai myosteatoosille altistetun lihaksen luokitteluun. Alhainen lihasmassa ja lihasten säteilyn heikkeneminen todistavat korkeasta myostaatoosiasteesta, ja ne tunnistettiin riippumattomaksi ennustetekijäksi kokonaiseloonjäämiselle ja vastaavasti syöpäpotilaiden kuolleisuuteen. . Lihasten aineenvaihdunnan vertailu lihavilla ja normaalipainoisilla koehenkilöillä osoitti proteiinisynteesin lakkaamisen vasteena insuliinille erityisesti lihaksen mitokondrioissa ylipainoisilla koehenkilöillä. Mielenkiintoista on, että lihasten proteiinien uusiutuminen korreloi käänteisesti rasvamassan kanssa. Tällainen havainto herättää kysymyksen mahdollisesta rasvamassan haitallisesta vaikutuksesta proteiinisynteesiin. Tämän lipotoksisuuden hypoteesi vahvistettiin rotalla tehdyllä tutkimuksella, joka osoitti, että lihasproteiinien synteesi hidastuu, kun rasvaa tunkeutuu lihakseen.

Solutasolla aineenvaihduntaa säätelevät mitokondriot, jotka tarjoavat 90 % energiastamme ATP:n muodossa. Tämä energia syntetisoituu oksidatiivisessa fosforylaatiossa, joka koostuu kahdesta osasta (hengitysketju ja ATP-syntaasi) ja joka mahdollistaa energeettisten ravinteiden dehydrausreaktioista (ja dekarboksylaatiosta) aiheutuvien pelkistettyjen ekvivalenttien muuntamisen vedessä ja ATP:ssä. dihapen (O2) ja ADP:n läsnäolo kemosmoottisen kytkentäteorian mukaan. Oksidatiivisen fosforylaation irtoaminen voi olla osallisena tahattomassa painonpudotuksessa. Romestaingin et al. Osoitti, että painonpudotus steatoosin kehittymisen jälkeen liittyi ATP/O2-suhteen laskuun. Mitokondrioiden toimintahäiriöillä voi siksi olla suora vaikutus syöpäkakeksian aikana havaittuun proteiinien hajoamiseen. Lisäksi kasvaimen kehittymisen aiheuttama systeeminen tulehdus voi vaikuttaa myös mitokondrioiden bioenergetiikkaan.

Hochwaldin et al. olivat ensimmäisten joukossa, jotka ehdottivat muutosta lihasten mitokondrioiden aineenvaihduntaan osoittamalla ATP-pitoisuuden laskua rottien, joilla on MCA-sarkooma, gastrocnemius. Constantinoun ja kol. vahvisti tämän hypoteesin osoittamalla in vivo 31P:n ydinmagneettisella resonanssilla (NMR) ATP:n synteesin nopeuden pienenemisen hiirillä, joilla on Lewis-keuhkosyöpä, verrattuna sen terveisiin hiiriin. Tämä työ ehdotti heikkenemistä kyvyssä syntetisoida ATP:tä syöpäkakeksian aikana proteiinien, kuten UCP3:n, irrottamisen kautta. Tämä ATP-synteesin väheneminen voidaan selittää myös mitokondrioiden hengitysketjun toiminnan muutoksilla.

Julienne ja vr. vuonna 2012 tutkittiin luurankolihasten mitokondriaalista aktiivisuutta syöpäkakeksian hiiren malleissa ATP/happisuhteen perusteella ja todettiin, että lihasten mitokondrioiden oksidatiiviset kyvyt vähenivät vähentämällä kompleksin IV aktiivisuutta, joka on vastuussa lihasten menetyksestä ja vapaiden rasvahappojen kertymisestä lihas (myosteatoosi), koska mitokondriot hapettavat sitä vähemmän. He havaitsivat myös, että MURF1:n ja MAF-Boxin (proteolyyttisesti aktiiviset ligaasit) ilmentyminen lisääntyi syöpää sairastavien rottien lihaksissa.

Syöpäkakeksia vaikuttaa noin 80 prosenttiin potilaista, joilla on pitkälle edennyt syöpä, ja parantaa heidän ennustettaan lisäämällä heidän sairastuvuuttaan ja kuolleisuuttaan. Se määritellään erityisesti lihasmassan menetykseksi, joka johtuu proteolyysin ja proteogeneesin välisestä epätasapainosta. On osoitettu, että syövän esiintyminen hiiren mallissa edistää myosteatoosin kehittymistä, mikä liittyy muun muassa lihaslipaasien muuttumiseen ja mitokondrioiden aktiivisuuden vähenemiseen, jonka seurauksena on hapettumisen väheneminen. jälkimmäinen vapaista rasvahapoista, jotka näin ollen kerääntyisivät syövästä kärsivien hiirten lihakseen. Tiedetään, että tämä sitten indusoitunut myosteatoosi on vastuussa insuliiniresistenssistä, joka osallistuu proteogeneesin vähenemiseen ja siten painonpudotukseen.

Päätavoitteena tässä on vahvistaa tämä sama hypoteesi ihmisillä tutkimalla kakeksian vaikutusta lihasten mitokondrioiden toimintaan myosteatoosin merkkinä potilailla, joilla on ylemmän ilma-ruoansulatuskanavan syöpä, olipa se kakektinen tai ei, ja ei-kakektiset kontrollit.

Potilaat rekrytoidaan ENT- ja Cervico-kasvokirurgiasta CHU Gabriel Montpiedissa Clermont-Ferrandissa.

Potilaiden sisällyttäminen kahteen ryhmään:

• Ryhmä K+: ylemmän ruoansulatuskanavan syöpä kakeksialla tai ilman
• Ryhmä K-: syövän puuttuminen ja kakeksian puuttuminen K+-ryhmän rekrytointijärjestelyt tehdään monitieteisen neuvottelukokouksen (RCP) kautta, jonka päätös on yksinomainen tai ei-yksinomainen leikkaus. Ennen protokollan toteuttamista, preoperatiivisen konsultaation aikana potilaalle annetaan tietolomake ja allekirjoitetaan tietoinen suostumus 2 kappaleena potilaan 7 päivän harkinta-ajan jälkeen.

Leikkausta edeltävänä päivänä potilaat hyötyvät kaksinkertaisesta yleisestä ja ravitsemusarvioinnista:

• Epidemiologisten tietojen kerääminen: ikä, sairaus ja leikkaushistoria (sydämen vajaatoiminta, munuaisten vajaatoiminta, hengitysvajaus, keuhkoahtaumatauti, sepelvaltimotauti), etyylimyrkytys (g/vrk), tupakkamyrkytys (paketti/vuosi), tavanomainen hoito, kasvaimen ominaisuudet ryhmä K+ (histologinen tyyppi, sijainti, kasvainvaihe, hoidon luonne), K-ryhmän leikkauksen indikaatio ja luonne, K+-ryhmän preoperatiivinen ravitsemusohjelma (ravintolisät, enteraalinen tai parenteraalinen ruokinta)
• Kliininen ravitsemusarviointi: paino (kg), painonpudotus viimeisen 6 kuukauden aikana (kg), pituus (m), painoindeksi (BMI kg / m²) (NPH), lyhyt fyysinen suorituskyky (SPPB), lihasvoiman mittaus dynamometrialla (Newton), impedanssimetrialla (Kyle-indeksi, Janssen-indeksi)
• Myostéatosinen ja ravitsemusmorfologinen arviointi Hounsfieldin yksiköllä ja lihasmassaindeksillä L3-tasolla (cm² / m²) vatsan tomodensitometrialla K+-ryhmälle (suoritettu syövän laajennuskuvantamisessa)

Potilaat saavat suunnitellun leikkauksen aikana 4 orgaanista näytettä (karsinologinen leikkaus ryhmälle K+, kohdunkaulan leikkaus ryhmälle K-):

• Suoritetaan lihasbiopsia SCOM-lihaksesta, jonka kokonaistilavuus on noin 300 mg, ilman ylimääräistä invasiivista toimenpidettä. Tämä näytteenotto jaetaan välittömästi 6 näytteeseen ja asetetaan nestemäisen typen säiliöön kuljetettavaksi varastointipaikkaan. Sitten se pakastetaan -80 °C:seen.
• Verinäytteen ottaminen seuraavien ehtojen mukaisesti: 1 kuivaputki, 1 EDTA-putki ja 2 kuivaputkea biokemiaan Kuivaputki ja EDTA-putki pannaan välittömästi jäihin kuljetettavaksi säilytyspaikkaan. Sitten se sentrifugoidaan välittömästi ja jäädytetään -80 °C:ssa. Kaksi kuivaa biokemian putkea lähetetään CHU Gabriel-Montpiedin biokemian laboratorioon.
• Suoritetaan kasvainbiopsia, jonka kokonaistilavuus on noin 200 mg ilman ylimääräistä invasiivista toimenpidettä. Tämä näytteenotto jaetaan välittömästi 4 näytteeseen ja asetetaan nestemäisen typen säiliöön kuljetettavaksi varastointipaikkaan. Sitten se pakastetaan -80 °C:seen (vain K + -ryhmälle).