Vitamine D pour la fonction métabolique musculaire dans la cachexie cancéreuse

La réplétion en vitamine D est liée à l'amélioration de la fonction mitochondriale musculaire, du dépôt et de la préservation des lipides ; Cependant, alors que l'insuffisance en vitamine D est courante dans le cancer, les effets mécanistes de la vitamine D sur la santé métabolique musculaire chez les patients cancéreux n'ont pas été étudiés. Ceci est important à aborder car la cachexie cancéreuse se caractérise par une fonte musculaire marquée, une résistance anabolique, une infiltration de graisse ectopique, un dysfonctionnement mitochondrial et contribue à une diminution de la survie. Avec de nouvelles stratégies pour combler ce manque de connaissances, les chercheurs utiliseront une combinaison d'approches analytiques métaboliques avancées avec des systèmes modèles complémentaires en culture cellulaire et sur des sujets humains pour comprendre les mécanismes biochimiques et physiologiques sous-jacents à la cachexie cancéreuse en relation avec le rôle de la vitamine D en conjonction avec des exercices de résistance (RE). En combinant des analyses de la taille des muscles et de l'hémodynamique des tissus locaux in vivo, des analyses métabolomiques des tissus musculaires et des mitochondries isolées, et des modifications de la signalisation cellulaire anabolique, du métabolisme des lipides et de la capacité oxydative des cellules musculaires primaires in vitro, les chercheurs identifieront les mécanismes sous-jacents de la réponse musculaire aux réplétion en vitamine D. Nos découvertes précédentes, ainsi que les données selon lesquelles l'exercice améliore le stockage et la récupération de la vitamine D dans les muscles, suggèrent que la réplétion en vitamine D est en synergie avec l'ER pour améliorer la fonction métabolique musculaire et la synthèse des protéines. Notre objectif global est d'examiner la fonction mitochondriale et la résistance anabolique en tant que cibles potentielles de l'action de la vitamine D sur le métabolisme, la taille et la force musculaire pour prévenir la progression de la cachexie. Les objectifs de cette étude sont de : 1) quantifier de manière non invasive la redistribution des lipides, le métabolisme des tissus musculaires locaux et la masse et la force musculaires des patients atteints de cancer avant et après 12 semaines de réplétion en double aveugle en vitamine D avec exercice et supplémentation en protéines (VitD) par rapport à exercice et supplémentation en protéines uniquement (Ctl); 2) déterminer les différences de fonction mitochondriale musculaire dans les tissus vivants biopsiés du gastrocnémien humain de VitD par rapport à Ctl ; et 3) identifier les mécanismes par lesquels la vitamine D et l'exercice régulent la signalisation anabolique musculaire et l'activité mitochondriale dans les cultures primaires de myotubes humains. Notre hypothèse centrale est que la vitamine D favorise la disponibilité des lipides musculaires pour la β-oxydation en réponse à l'exercice, empêchant ainsi la lipotoxicité dans le muscle et améliorant potentiellement la sensibilité anabolique dans le muscle pendant la cachexie cancéreuse. L'impact de ce projet, la première étude sur la nutrition et l'exercice conçue comme une intervention peu coûteuse, est de comprendre l'effet de la vitamine D sur la dynamique métabolique et anabolique qui sous-tend le dysfonctionnement du muscle cachectique. Si la vitamine D favorise la partition des lipides, la fonction métabolique musculaire et/ou la sensibilité anabolique, ces adaptations amélioreront à terme la thérapie anticancéreuse en combattant la cachexie cancéreuse. De plus, les techniques de spectroscopie optique diffuse ont le potentiel d'identifier la dose d'intervention efficace minimale pour optimiser la santé métabolique, conduisant à des prescriptions de style de vie plus pratiques et individualisées pour réduire les coûts des soins de santé.