Vitamina D per la funzione metabolica muscolare nella cachessia del cancro

Il rifornimento di vitamina D è collegato al miglioramento della funzione mitocondriale muscolare, della deposizione e della conservazione dei lipidi; tuttavia, mentre l'insufficienza di vitamina D è comune nel cancro, gli effetti meccanicistici della vitamina D sulla salute metabolica muscolare nei pazienti oncologici non sono stati studiati. Questo è importante da affrontare perché la cachessia del cancro è caratterizzata da un marcato deperimento muscolare, resistenza anabolica, infiltrazione di grasso ectopico, disfunzione mitocondriale e contribuisce alla diminuzione della sopravvivenza. Con nuove strategie per affrontare questa lacuna di conoscenza, i ricercatori utilizzeranno una combinazione di approcci analitici metabolici avanzati con sistemi modello complementari nella coltura cellulare e nei soggetti umani per comprendere i meccanismi biochimici e fisiologici alla base della cachessia del cancro in relazione al ruolo della vitamina D in congiunzione con esercizio di resistenza (RE). Combinando analisi della dimensione muscolare e dell'emodinamica del tessuto locale in vivo, analisi di metabolomica del tessuto muscolare e mitocondri isolati e cambiamenti nella segnalazione cellulare anabolica, metabolismo lipidico e capacità ossidativa delle cellule muscolari primarie in vitro, i ricercatori identificheranno i meccanismi alla base della risposta muscolare a ricostituzione di vitamina D. I nostri risultati precedenti, insieme ai dati secondo cui l'esercizio migliora l'immagazzinamento e il recupero della vitamina D nei muscoli, suggeriscono che la replezione della vitamina D si sinergizza con la RE per migliorare la funzione metabolica muscolare e la sintesi proteica. Il nostro obiettivo generale è esaminare la funzione mitocondriale e la resistenza anabolica come potenziali bersagli dell'azione della vitamina D sul metabolismo muscolare, le dimensioni e la forza nel prevenire la progressione della cachessia. Gli obiettivi di questo studio sono: 1) quantificare in modo non invasivo la ridistribuzione lipidica, il metabolismo del tessuto muscolare locale e la massa muscolare e la forza dei pazienti oncologici prima e dopo 12 settimane di replezione di vitamina D in doppio cieco con esercizio e integrazione proteica (VitD) rispetto a solo esercizio fisico e integrazione proteica (Ctl); 2) determinare le differenze nella funzione mitocondriale muscolare nel tessuto vivo biopsiato dal gastrocnemio umano da VitD rispetto a Ctl; e 3) identificare i meccanismi in base ai quali la vitamina D e l'esercizio fisico regolano la segnalazione anabolica muscolare e l'attività mitocondriale nelle colture primarie di miotubi umani. La nostra ipotesi centrale è che la vitamina D promuova la disponibilità dei lipidi muscolari per la β-ossidazione in risposta all'esercizio, prevenendo così la lipotossicità nel muscolo e potenzialmente migliorando la sensibilità anabolica nel muscolo durante la cachessia da cancro. L'impatto di questo progetto, il primo studio sulla nutrizione e l'esercizio fisico concepito come un intervento poco costoso, è comprendere l'effetto della vitamina D sulle dinamiche metaboliche e anaboliche che sono alla base della disfunzione nel muscolo cachettico. Se la vitamina D promuove la ripartizione lipidica, la funzione metabolica muscolare e/o la sensibilità anabolica, questi adattamenti finiranno per migliorare la terapia del cancro combattendo la cachessia del cancro. Inoltre, le tecniche di spettroscopia ottica diffusa hanno il potenziale per identificare la dose minima efficace di intervento per ottimizzare la salute metabolica, portando a prescrizioni di stile di vita più pratiche e personalizzate per ridurre i costi dell'assistenza sanitaria.