Glycoxydation, biomécanique artérielle et lésions des organes cibles (GlycOxiTOD)

INTRODUCTION

Les maladies cardiovasculaires athéroscléreuses (ASCVD) représentent l'une des principales causes de morbidité et de mortalité dans la population. L'hypertension artérielle (AHT), ainsi que d'autres facteurs de risque cardiovasculaire (CVR), prédispose à des anomalies dans la structure et la fonction des grandes et petites artères, conduisant à un vieillissement vasculaire prématuré et aboutissant au développement de lésions des organes cibles (TOD), qui représentent un précurseur clair mais sous-diagnostiqué de l'ASCVD. Cependant, tous les patients ne développent pas de TOD, ni sur la même période ni avec la même intensité. De plus, les patients qui présentent initialement une CVR faible à modérée sont déjà considérés comme ayant une CVR modérée à élevée en présence de TOD, avec des objectifs thérapeutiques plus stricts [1,2].

La biomécanique vasculaire se concentre principalement sur l'étude des propriétés mécaniques et du comportement des artères. Une biomécanique artérielle défavorable est associée au développement et à la progression de l'athérosclérose et de l'artériosclérose. Ces processus représentent un continuum de dommages vasculaires médiés par l'accumulation de lipoprotéines oxydées dans l'espace sous-endothélial, l'activation et l'amplification des voies inflammatoires et le développement de la fibrose artérielle et de la calcification. Au cœur de ces phénomènes se trouve la survenue d'un dysfonctionnement endothélial, caractérisé par une perméabilité accrue et une perte de la capacité de filtrage de l'endothélium vasculaire des molécules délétères vers la paroi artérielle [3,4].

Le stress oxydatif, défini comme un déséquilibre entre la production d’espèces réactives et les systèmes antioxydants en faveur des premiers, joue un rôle crucial dans le développement du dysfonctionnement endothélial, du dépôt de lipoprotéines oxydées et de l’interaction proinflammatoire entre celles-ci et le système mononucléaire-phagocytaire. L'accumulation d'espèces réactives de l'oxygène (ROS) et d'autres induit des phénomènes de peroxydation lipidique et de glycoxydation aboutissant à la formation de produits finaux avancés de lipoxydation et de glycation (ALE et AGE, respectivement). Les ALE et AGE peuvent se lier à des protéines, provoquant des anomalies fonctionnelles et structurelles, et également influencer la signalisation cellulaire en activant, entre autres, les voies de mort [5,6].

Un statut redox et des niveaux de glycation défavorables sont liés au vieillissement, aux maladies dégénératives et aux dommages vasculaires accumulés dans certaines sous-populations, en particulier les patients atteints de diabète sucré (DM). Cependant, on sait peu de choses sur l'influence de la glycation et de la glycoxydation du système antioxydant sur la biomécanique artérielle et le développement de lésions des organes cibles chez des patients apparemment en bonne santé avec une CVR modérée à élevée. Nous visons à étudier la relation spécifique entre les anomalies biomécaniques artérielles et le TOD avec les niveaux de glycation sérique, l'état de glycoxydation et l'équilibre fonction-structure de certains éléments du système antioxydant, en mettant en évidence la catalase, la superoxyde dismutase et la glutathion peroxydase [4,7,8].

MATÉRIELS ET MÉTHODES

Conception et configuration du projet

Il s'agit d'un projet observationnel, ambispectif et multicentrique promu par l'Unité d'Hypertension et de risque cardiovasculaire appartenant au Service de Médecine Interne de l'Hôpital Universitaire de Saint-Jacques-de-Compostelle. Les patients candidats seront des personnes appartenant à la Structure Organisationnelle de Prise en Charge Intégrée (EOXI) de Saint-Jacques-de-Compostelle et Barbanza qui sollicitent une consultation pour le diagnostic, la gestion et le suivi du risque cardiovasculaire [9].

Participants. Critères d'inclusion et d'exclusion

Parmi le pool total de patients consultés, seules les personnes de plus de 18 ans présentant un profil de risque cardiovasculaire CVR modéré à élevé basé sur les scores de référence des lignes directrices seront présélectionnés. Les critères d'exclusion incluront la présence de diabète selon les directives de pratique clinique actuelles, l'habitude de fumer (définie comme la consommation actuelle et dans les 6 mois précédant le recrutement), la consommation d'alcool à risque (définie comme une consommation supérieure à 10 g et 20 g par jour pour les femmes et les hommes , respectivement) et les maladies cardiovasculaires établies [10-14].

Évaluation des marqueurs biomécaniques artériels et TOD

Nous effectuerons une exploration échographique bilatérale de l'artère carotide commune (CCA), de l'artère carotide interne (ACI) et des artères distales des membres inférieurs à l'aide d'un appareil Mindray Z60 (Mindray®, Guangdong, Chine) avec sonde haute fréquence. Les mesures et calculs suivants seront extraits :

1. En mode mouvement (mode M), mesure concomitante du rayon artériel, des pressions artérielles et de l'épaisseur totale de la paroi pour le calcul des paramètres de distensibilité et de tension dans le segment médian du CCA [15,16].
2. En mode bidimensionnel (mode B), mesure automatisée de l'épaisseur intima-média (IMT) dans la région distale du CCA, ainsi que détection et caractérisation de la plaque de cholestérol[17].
3. En mode Doppler spectral, description morphologique de la fonction volume-temps (débit) en termes de vitesses d'écoulement et d'indices de résistance vasculaire dans le segment médian de l'ACC et de l'ACI [18].
4. En mode B avec module d'élastographie, évaluation directe du degré de rigidité locale dans un segment médian du CCA [19].
5. En mode Doppler spectral avec synchronisation ECG, évaluation de la vitesse de l'onde de pouls carotido-fémoral (c-f PWV) [20].
6. En mode Doppler spectral, évaluation de l’indice cheville-brachial (IAB) [21].

Nous évaluerons également les dommages naissants dans la microvascularisation rétinienne par rétinographie avec un appareil Topcon TRC-NW6S (Electronics®, Tokyo, Japon).

Évaluation des marqueurs de stress oxydatif et de la structure de l'activité du système antioxydant

Pour évaluer le statut redox, les niveaux d'oxydation lipidique (peroxydation lipidique) et de protéines dans le plasma et l'urine seront déterminés en quantifiant les substances réactives à l'acide thiobarbiturique (TBARS) et les thiols réduits, respectivement, selon les protocoles référencés [22,23]. Les deux méthodes permettent une quantification via des méthodes spectrophotométriques. Les analyses seront effectuées à l'aide d'un analyseur Asys UVM-340 (Biochrom®, Cambridge, UK). La fonction enzymatique de la glutathion peroxydase, de la catalase et de la superoxyde dismutase sera mesurée en tant qu'activité enzymatique avec un analyseur Asys UVM-340 (Biochrom®, Cambridge, Royaume-Uni) selon les protocoles référencés [24,25]. Les caractéristiques structurelles des enzymes antioxydantes basées sur les modèles de glycation et de glycoxydation seront évaluées à l'aide de la protéomique, notamment SDS-PAGE, chromatographie et spectrométrie de masse [26-28].

Détermination du statut de glycation et de glycooxydation

Le pourcentage d'hémoglobine glyquée sera évalué par chromatographie liquide haute performance (HPLC) avec l'analyseur Hemoglobin next (A. Menarini Diagnostics®, Florence, Italie). Les niveaux de fructosamine seront déterminés par la méthode enzymatique des protéines sériques glyquées diazyme (Diazyme, Kent, Royaume-Uni) sur un analyseur Advia 2400 (Siemens Healthcare Diagnostics Inc.®, Tarrytown, USA). Le pourcentage d'albumine glyquée sera estimé à partir des taux de fructosamine et d'albumine [29,30]. Cette évaluation en laboratoire sera réalisée par le service Laboratoire Central de l'Hôpital.

Les niveaux généraux de glycoxydation seront quantifiés en déterminant les produits finaux de glycation avancés (AGE) dans la peau à l'aide d'un lecteur AGE (DiagnOptics BV®, Groningen, Pays-Bas). Les AGE représentent principalement des adduits glyqués liés aux protéines qui apparaissent au cours des processus de glycoxydation. L'AGE Reader a été développé pour évaluer l'autofluorescence cutanée (SAF) de manière non invasive en utilisant les propriétés fluorescentes de divers AGE (31).

Résultats en matière de risque cardiovasculaire

Nous mesurerons le nombre nécessaire à traiter (NNT) de consultations et le temps d'exploration pour détecter les anomalies de la biomécanique artérielle et les lésions des organes cibles (TOD), et ainsi déterminer une augmentation du CVR justifiant une intensification thérapeutique. Les événements cardiovasculaires et cérébrovasculaires, les hospitalisations, les consultations, les décès et les handicaps seront également évalués [32].

Considérations éthiques et bonnes pratiques cliniques

Cette étude sera menée conformément aux principes éthiques de la Déclaration d'Helsinki et aux normes de bonnes pratiques dans la recherche du service de santé galicien (Espagne) (SERGAS). Un consentement éclairé écrit sera obtenu de tous les patients qui ont accepté de participer. Les protocoles ont été approuvés par le Comité d'éthique de la recherche de Santiago-Lugo (codes 2021/401 et 2023/302).

Plan de travail et déroulement du projet

Dans un premier temps, nous prévoyons d'inclure des patients répondant aux critères et consentant à participer. L'évaluation clinico-anthropométrique, la biomécanique artérielle, la détection TOD et le prélèvement d'échantillons seront réalisés en un seul acte médical. Les marqueurs biomécaniques, de stress oxydatif, de glycation et de glycoxydation seront quantifiés chez les patients avec et sans anomalies biomécaniques et TOD artériel. Le but de cette phase est d'évaluer les différences entre les groupes de patients en fonction des paramètres biomécaniques et du TOD artériel. Dans un sous-groupe de patients, les différences dans la structure-fonction des enzymes antioxydantes en termes de niveaux de glycation et de glycoxydation, et leur relation avec les anomalies biomécaniques artérielles et le TOD seront également évaluées. Cette phase comprendra l'extraction, la collecte, le traitement et l'analyse des données préliminaires, ainsi que l'atteinte des premiers résultats du projet.

Dans une deuxième phase,

1. Les patients sans anomalies biomécaniques ni TOD feront l'objet d'un suivi de 5 ans, avec des évaluations annuelles et finales des anomalies biomécaniques, TOD et résultats cardiovasculaires. Le but de cette phase est d'évaluer les différences dans les marqueurs précédents entre les groupes de patients en fonction des paramètres biomécaniques et du TOD artériel. Dans un sous-groupe de patients, les différences dans la structure-fonction des enzymes antioxydantes en termes de niveaux de glycation et de glycoxydation, et leur relation avec les anomalies biomécaniques artérielles et le TOD seront également évaluées. Cette phase comprendra l'extraction, la collecte, le traitement et l'analyse des données préliminaires, ainsi que l'obtention des résultats finaux du projet.
2. Les patients présentant des anomalies biomécaniques et/ou TOD feront l'objet d'un suivi de 5 ans, avec des évaluations annuelles et finales de la progression du TOD et des résultats cardiovasculaires. Le but de cette phase est d'évaluer les différences dans les marqueurs précédents entre les groupes de patients en fonction du TOD artériel et des résultats cardiovasculaires. Dans un sous-groupe de patients, les différences dans la structure-fonction des enzymes antioxydantes en termes de niveaux de glycation et de glycoxydation, et leur relation avec le TOD et les résultats cardiovasculaires seront évalués. Cette phase comprendra l'extraction, la collecte, le traitement et l'analyse des données préliminaires, ainsi que l'obtention des résultats finaux du projet.

Analyse mathématique et modélisation

Le progiciel statistique SPSS 22.0 (SPSS Inc.®, Chicago, IL, EE.UU) sera utilisé. Une approche statistique descriptive sera réalisée, y compris l'évaluation de la normalité des variables quantitatives. Des statistiques univariées seront utilisées pour comparer des groupes avec des tests spécifiques en fonction du type de variable. Si des résultats pertinents sont trouvés, des études de corrélation linéaire seront menées. Après analyse univariée, des modèles multivariés seront construits, à la fois explicatifs de l'association des prédicteurs avec les résultats, et prédictifs du risque d'anomalies biomécaniques, de TOD et de résultats cardiovasculaires. Pour évaluer les facteurs susceptibles d'influencer les paramètres biomécaniques, les résultats TOD et cardiovasculaires au fil du temps, des procédures mathématiques spécifiques liées à l'approche de modélisation conjointe et à l'analyse des séries chronologiques seront appliquées. Les calculs de la taille de l'échantillon seront basés sur des tests statistiques spécifiques en fonction du type et de la distribution de la variable, en considérant toujours une taille d'effet modérée, un intervalle de confiance à 95 % (IC à 95 %) et une puissance d'au moins 80 % [33-35].

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