In vivo -analyse av muskelstamceller i kronisk og akutt iskemi i underekstremitet (myostemischemia)

Muskelregenerering etter skade er en mangefasettert prosess som krever koordinering av myogenese og angiogenese. Hvorvidt denne koordinasjonen er endret i patologisk sammenheng er dårlig undersøkt, om den opprinnelige defekten stammer fra den myogene cellen (degenerativ myopati) eller karet (kronisk iskemi i ekstremiteter).

Kronisk lemmeriskemi hos pasienter med perifer arteriell sykdom (PAD) forårsaker muskelsvakhet og reduserer treningstoleransen. PAD-pasienter med kronisk lemmeriskemi lider hovedsakelig av claudicatio intermittens ved gange eller hvilesmerter i mer avansert stadium, dvs. ved kritisk lemmeriskemi. PAD er assosiert med muskelcelleapoptose og atrofi, fibertypebytte (fra type I til type II), økt muskelfettinnhold og denervering. De underliggende mekanismene er fra hemodynamisk opprinnelse og knyttet til aterosklerotiske hindringer i de store arteriene som forsyner underekstremitetene. Ytterligere mekanismer bidrar imidlertid til lemmanifestasjonene, der en reduksjon i blodstrømmen alene ikke kan forklare treningsbegrensning hos symptomatiske PAD-pasienter. Disse mekanismene inkluderer en kaskade av patologiske responser under treningsindusert iskemi og reperfusjon i hvile, endoteldysfunksjon, oksidativt stress, betennelse og muskelmetabolske abnormiteter). Overraskende nok er implikasjonen av SC-er i patofysiologien til kronisk lemmeriskemi blitt oversett. Man kan anta at den regenerative kapasiteten til SCs i avansert PAD er overveldet av langvarig iskemi. I dette tilfellet kan en reduksjon i SC regenerativ kapasitet delta i forverringen av muskelatrofi og perfusjon av lemmer, tatt i betraktning deres kjente pro-angiogene egenskaper. Konsekvent viste en preklinisk studie at kombinert levering av pro-angiogene og myogene faktorer forbedrer iskemisk muskelgjenoppretting, mens endovaskulær kirurgi og administrering av angiogene faktorer (rekombinante proteiner eller genterapi) eller angiogene celler (celleterapi) viste begrensede effekter. Dette indikerer at å fremme angiogenese sammen med myogenese kan være en mer passende terapeutisk strategi.

Nedsatt angiogenese og/eller nedsatt myogenese er dermed nye spillere i kronisk lemmeriskemi og kan representere potensielle terapeutiske mål for å forsinke eller lindre muskeldysfunksjon.

For PAD-pasienter vil muskelbiopsier finne sted under femoro-popliteal bypass-operasjon. Kontrollmuskelbiopsier vil bli utført hos pasienter som gjennomgår ortopedisk kirurgi av underekstremitet eller femora-popliteal bypass av ikke-iskemiske årsaker (popliteal aneurisme, popliteal entrapment syndrome) Parallelt med human SCs hos ikke-PAD pasienter med <6 timer akutt iskemi i ekstremiteter ( fra embolisk opprinnelse) vil bli oppnådd. For PAD-studien vil pasienter med autoimmun sykdom, aktiv kreft, nyresykdom i sluttstadiet eller vevsnekrose eller ødem nær biopsistedet bli ekskludert fra denne studien.

Tre hovedvurderinger vil bli utført:

1. Topografisk studie: Antall, distribusjon og relativ nærhet av SC og kapillærer, fibertype, basert på immunhistokjemi brukt på standard tynne tverrsnitt, og på tykkere segmenter av renset muskel.
2. Funksjonell studie: In vitro og in vivo Sammenligning av myogent potensial for SC mellom iskemiske og kontrollpasienter, basert på primærcellekultur av SC, og SC-ECS samkultursystem. Til syvende og sist vil SC -transplantasjon i skadde muskler av immundepressede mus ta sikte på å evaluere myogene kapasiteter.
3. Transkriptomisk analyse: av SCs og ECs sortert fra iskemisk muskel fra PAD-pasienter, kontrollmuskel og pasienter med akutt iskemi.

Etterforskerens mål er å analysere og sammenligne den molekylære tilpasningen av EC og SC mot kronisk iskemi (i en sammenheng med muskelatrofi og -svakhet) sammenlignet med akutt iskemi (i en sammenheng med normal muskelfunksjon) Spesiell oppmerksomhet i analysen vil bli gitt. til veiene som allerede er involvert i myogenese/angiogenese-kobling under muskelregenerering.