Atividade Mitocondrial e Miosteatose na Caquexia de Cânceres do Trato Aerodigestivo Superior (MYOMEC)

A desnutrição é caracterizada por um balanço energético negativo devido a uma perda muscular esquelética profunda, que é secundária à redução da ingestão e anormalidades metabólicas que agravam a perda de peso. A sarcopenia é definida como a perda de massa muscular, cujas consequências são a diminuição da força muscular e do rendimento físico. A caquexia, identificada em muitas doenças crónicas (insuficiência renal, insuficiência cardíaca, diabetes, DPOC), resulta de um desequilíbrio entre proteólise e proteogênese e pode ser definida como uma síndrome multifatorial caracterizada por uma perda de peso resultante principalmente da perda de massa magra, em particular da massa muscular, que não é reversível por um aporte nutricional adequado e que leva a anormalidades funcionais.

Os cancros da esfera otorrinolaringológica representam cerca de 15% de todos os cancros nos homens e 2% nas mulheres. Eles dizem respeito principalmente a indivíduos entre 45 e 70 anos de idade com papel predominante de intoxicação por etilo-tabaco. Pacientes com câncer do trato aerodigestivo superior são particularmente propensos à desnutrição por parte do próprio tumor, mas também no contexto (intoxicação por etilo-tabaco, comportamento sedentário, mau estado geral), localização do tumor envolvendo redução da ingestão (obstrução mecânica, anorexia , dor), mas também após o tratamento (quimioterapia, radioterapia, cirurgia).

A caquexia do câncer afeta aproximadamente 80% dos pacientes com câncer avançado e impacta seu prognóstico aumentando a morbidade e mortalidade, diminuição da tolerância e resposta ao tratamento, diminuição da qualidade de vida e diminuição da sobrevida. Seu prognóstico depende da extensão da perda de massa muscular. Geralmente é relatado para um paciente com perda de peso superior a 5% do seu peso inicial nos últimos 6 meses, com 3 estágios descritos: estágio de pré-caquexia, estágio de caquexia limpa, estágio de caquexia refratária. É caracterizada, entre outras coisas, pelo desenvolvimento de inflamação sistêmica e linhagens de células tumorais e células tumorais de pacientes com câncer demonstraram produzir citocinas pró-inflamatórias (IL-6, IL-8).

A perda de massa muscular esquelética, até 75% na desnutrição grave, está relacionada com uma aceleração do catabolismo muscular e uma alteração do anabolismo proteico muscular, mediada por grandes sinais tumorais e leva a uma diminuição do estado de desempenho, diminuição da sobrevida global, aumento na suscetibilidade à toxicidade da quimioterapia e aumento na exposição a internações hospitalares de longo prazo.

Esta perda muscular resulta de um aumento do fenómeno de proteólise mas também de uma diminuição da síntese proteica. As principais vias proteolíticas são a via calpaína-dependente de cálcio, a via lisossômica e a via ubiquitina-proteassoma-ATP. Vários estudos demonstraram a ativação dessas vias proteolíticas na caquexia do câncer. Entre essas vias proteolíticas, a via ubiquitina-proteassoma dependente de ATP parece ser a mais envolvida na caquexia do câncer. Essa via proteolítica é mediada por 2 ubiquitina ligases específicas para músculo esquelético, MAF-Box e MURF1, que são amplamente modelos de atrofia muscular e caquexia do câncer. Por outro lado, o fator de crescimento IGF1 é um conhecido fator anabólico que ativa a proteossíntese via via de sinalização PI3K/Akt/mTOR. A diminuição da expressão de IGF1 no músculo esquelético é observada em modelos experimentais de caquexia do câncer. Estudos demonstraram que certos fatores de origem do tumor podem contribuir para a caquexia do câncer em alguns modelos animais.

2 fatores têm atraído particularmente a atenção dos cientistas nos últimos anos, o fator ZAG (zinco alfa 2 glicoproteína), um verdadeiro fator de mobilização lipídica em humanos , superexpresso no fígado e no tecido adiposo e o PIF (proteoglicano identificado em células tumorais de adenocarcinoma murino que seria responsável pela perda de massa muscular induzida pela ativação da via proteolítica dependente de ATP ubiquitina-proteassoma . Trabalhos mais recentes sugerem que a miostatina e a ativina A, dois membros da superfamília TGFβ, podem contribuir para a caquexia, particularmente a atrofia muscular, induzida por certos tipos de câncer.

A perda de gordura é uma síndrome precoce no desenvolvimento da caquexia do câncer e está negativamente correlacionada com a expectativa de vida do paciente. Os primeiros estudos sobre esse derretimento adiposo revelaram uma falta de armazenamento de triglicerídeos no tecido adiposo. O armazenamento de triglicerídeos é obtido pela ação da lipoproteína lipase. Existe predominantemente no tecido adiposo e hidrolisa as lipoproteínas circulantes no sangue, permitindo assim a captação de ácidos graxos pelos adipócitos e o armazenamento das reservas adiposas . O desenvolvimento do tumor induziria uma diminuição da expressão gênica e da atividade da lipoproteína lipase por meio da ação de citocinas inflamatórias. No entanto, a pesquisa atual parece demonstrar que o derretimento adiposo observado na caquexia do câncer é explicado principalmente por um aumento na lipólise (mostrado indiretamente por um aumento na concentração plasmática de ácidos graxos em pacientes caquéticos com câncer gastrointestinal). .

A lipólise, via lipase sensível a hormônio (LHS) e monoglicerídeo lipase (MGL), permite a hidrólise de triglicerídeos em diglicerídeos e diglicerídeos em monoglicerídeos degradados em ácidos graxos livres e glicerol. A lipase triglicerídica específica do tecido adiposo (TGLA) foi recentemente descoberta e tem um papel redundante em relação ao LHS. Estudos de Cao et al. mostraram que a ativação do LHS pelas catecolaminas poderia constituir um mecanismo de regulação da lipólise durante a caquexia do câncer. . Uma alteração de TGLA e LHS também seria responsável por um acúmulo de DAG e TAG no músculo de camundongos cancerosos. Um estudo recente mostrou que a invalidação de TGLA e LHS em 2 modelos de caquexia induzida por injeção de células de carcinoma pulmonar de Lewis ou células de melanoma B16 induziu resistência ao desenvolvimento de caquexia limitando a perda muscular e adiposa. A inflamação sistêmica desenvolvida durante a caquexia cancerosa também pode induzir um aumento na resistência à insulina via TNFalfa. O TNFalfa poderia inibir a expressão da perilipina A, uma proteína expressa na superfície das gotículas lipídicas dos adipócitos , que desempenha um papel importante na integridade do tecido adiposo, pois limita o acesso das enzimas envolvidas na lipólise à gotícula lipídica . Uma diminuição na expressão da perilipina A induziria um aumento da lipólise. Além disso, um estudo de Stephens et al. em 2011 concluíram que o número e o tamanho das gotículas lipídicas intramusculares são aumentados na presença de câncer e também aumentam com a perda de peso/perda de gordura adiposa em outros compartimentos do corpo.

A mioesteatose, depósito gorduroso patológico no músculo esquelético, é outra característica da composição corporal, além da baixa massa muscular, que está associada ao mau prognóstico da doença oncológica, em particular à diminuição da sobrevida global e recentemente foi demonstrado que o músculo de pacientes com câncer contém mais tecido adiposo do que a perda de peso severa. Vários estudos demonstraram que a mioesteatose está associada a um aumento da resistência à insulina e, portanto, a uma diminuição da proteólise por meio da inibição do transporte de aminoácidos pela insulina. O teor de gordura do músculo pode ser estudado de forma indireta e não invasiva com base no fato de que o tecido adiposo tipicamente atenua a radiação aplicada a ele. . O valor das medidas de atenuação é determinado pela taxa na qual a radiação passa pelo tecido e é expresso em unidades Hounsfield (HU). Os valores de atenuação do tecido muscular e adiposo foram definidos entre -190 e -30 HU .

O enfraquecimento da radiação no músculo foi bem correlacionado com o teor de gordura dos músculos. . Assim, os valores de HU definidos pela tomografia computadorizada podem refletir o grau de tecido adiposo intramuscular e são utilizados para categorizar o músculo em normal ou exposto à mioesteatose . A baixa massa muscular e o enfraquecimento da radiação nos músculos testemunham alto grau de miostaatose e foram identificados como fator prognóstico independente para sobrevida global e mortalidade em pacientes com câncer, respectivamente. . A comparação do metabolismo muscular em indivíduos obesos e normoponderados mostrou uma abolição da síntese de proteínas em resposta à insulina, especialmente nas mitocôndrias musculares em indivíduos com sobrepeso. Curiosamente, a renovação da proteína muscular foi inversamente correlacionada com a massa gorda. Tal observação levanta a questão da possibilidade de um efeito deletério da massa gorda na síntese de proteínas. A hipótese dessa lipotoxicidade foi confirmada por um trabalho feito em ratos que mostrou que a síntese de proteínas musculares é retardada quando há infiltração de gordura no músculo

A nível celular, o metabolismo é governado pelas mitocôndrias que fornecem 90% da nossa energia na forma de ATP. Esta energia é sintetizada na fosforilação oxidativa, que é constituída por 2 entidades (a cadeia respiratória e a ATP sintase) e que permite a conversão, em água e ATP, dos equivalentes reduzidos resultantes das reações de desidrogenação (e descarboxilação) de nutrientes energéticos, no presença de dioxigênio (O2) e ADP, segundo a teoria do acoplamento quimiosmótico. A dissociação da fosforilação oxidativa pode estar envolvida na perda de peso involuntária. O trabalho de Romestaing et al. Mostraram que a perda de peso após o desenvolvimento de uma esteatose estava associada a uma diminuição na relação ATP/O2. As disfunções mitocondriais podem, portanto, ter um efeito direto na degradação de proteínas observada durante a caquexia do câncer. Além disso, a inflamação sistêmica causada pelo desenvolvimento do tumor também pode afetar a bioenergética mitocondrial.

Os trabalhos de Hochwald et al. foram os primeiros a sugerir uma alteração do metabolismo mitocondrial muscular ao demonstrar uma diminuição na concentração de ATP no gastrocnêmio de ratos com sarcoma MCA . Os trabalhos recentes de Constantinou e col. confirmaram essa hipótese ao demonstrar in vivo por ressonância magnética nuclear (RMN) 31P uma redução na taxa de síntese de ATP no membro inferior de camundongos com carcinoma pulmonar de Lewis em comparação com seus camundongos saudáveis ​​. Este trabalho sugeriu uma diminuição na capacidade de sintetizar ATP durante a caquexia cancerosa através do desacoplamento de proteínas como UCP3. Essa diminuição na síntese de ATP também poderia ser explicada por alterações no funcionamento da cadeia respiratória mitocondrial.

Julienne e col. em 2012 estudou a atividade mitocondrial de músculos esqueléticos em modelos murinos de caquexia de câncer com base na relação ATP/Oxigênio e concluiu que as capacidades oxidativas mitocondriais musculares foram reduzidas pela diminuição da atividade do complexo IV, responsável pela perda muscular e acúmulo de ácidos graxos livres em músculo (mioesteatose) desde menos oxidado pelas mitocôndrias. Eles também observaram que a expressão de MURF1 e MAF-Box (ligases proteoliticamente ativas) estava aumentada no músculo de ratos com câncer.

A caquexia cancerosa afeta cerca de 80% dos pacientes com câncer avançado e aumenta seu prognóstico por aumentar sua morbidade e mortalidade. É definida como uma perda de massa magra, especialmente muscular, resultante de um desequilíbrio entre a proteólise e a proteogênese. Foi demonstrado que a presença de câncer no modelo murino favorece o desenvolvimento de mioesteatose, que está ligada, entre outras coisas, à alteração das lipases musculares e à diminuição da atividade mitocondrial, cuja consequência é uma diminuição da oxidação por o último de ácidos graxos livres que, conseqüentemente, se acumulariam no músculo de camundongos que sofriam de câncer. Sabe-se que essa mioesteatose então induzida é responsável por uma resistência à insulina participando da diminuição da proteogênese e, portanto, da perda de peso.

O principal objetivo aqui é confirmar essa mesma hipótese em humanos, estudando a influência da caquexia na atividade mitocondrial muscular como marcador de mioesteatose em pacientes com câncer do trato aéreo-digestivo superior, caquéticos ou não, e controles não caquéticos.

Os pacientes serão recrutados de Otorrinolaringologia e Cirurgia Cervico-facial no CHU Gabriel Montpied em Clermont-Ferrand.

Inclusão de pacientes em 2 grupos:

• Grupo K+: câncer do trato aerodigestivo superior com ou sem caquexia
• Grupo K-: ausência de câncer e ausência de caquexia O recrutamento para o grupo K+ será feito por meio de Reunião de Consulta Multidisciplinar (RCP), cuja decisão é cirurgia exclusiva ou não exclusiva. Antes da realização do protocolo, durante a consulta pré-operatória, é entregue ao doente uma folha de informação e é assinado um consentimento informado em 2 vias após um período de reflexão do doente de 7 dias.

Na inclusão, um dia antes da cirurgia, os pacientes se beneficiam de uma dupla avaliação geral e nutricional:

• Recolha de dados epidemiológicos: idade, antecedentes médicos e cirúrgicos (insuficiência cardíaca, insuficiência renal, insuficiência respiratória, DPOC, doença arterial coronária), intoxicação etílica (grama/dia), intoxicação por tabaco (embalagem/ano), tratamento habitual, características do tumor para grupo K+ (tipo histológico, localização, estágio do tumor, natureza do tratamento), indicação e natureza da cirurgia para o grupo K-, programa de renutrição pré-operatória para o grupo K+ (suplementos alimentares, alimentação enteral ou parenteral)
• Avaliação nutricional clínica: peso corporal (kg), perda de peso nos últimos 6 meses (kg), altura (m), índice de massa corporal (IMC em kg/m²) (NPH), Short Physical Performance Battery (SPPB), medição de força muscular por dinamometria (Newton), impedância (índice de Kyle, índice de Janssen)
• Avaliação morfológica miosteatômica e nutricional por, respectivamente, Unidade Hounsfield e Índice de Massa Muscular no nível L3 (cm²/m²) por tomodensitometria abdominal para o grupo K+ (realizada na balança de imagem de extensão do câncer)

Os pacientes se beneficiarão de 4 amostras orgânicas durante a cirurgia planejada (cirurgia carcinológica para o Grupo K +, cirurgia cervical para o Grupo K-):

• Realização de uma biópsia muscular do músculo SCOM com um volume total de cerca de 300 mg, sem recorrer a ato invasivo adicional. Esta amostragem é imediatamente dividida em 6 amostras e colocadas em um tanque de nitrogênio líquido para transporte até o local de armazenamento. Em seguida, será congelado a -80 ° C.
• Realização de uma amostra de sangue de acordo com as seguintes condições: 1 tubo seco, 1 tubo EDTA e 2 tubos secos para bioquímica O tubo seco e o tubo EDTA serão imediatamente colocados em gelo para transporte para o local de armazenamento. Em seguida, será imediatamente centrifugado e em seguida congelado a -80°C. Os dois tubos secos para bioquímica serão encaminhados ao laboratório de bioquímica do CHU Gabriel-Montpied.
• Realização de uma biópsia tumoral com um volume total de aproximadamente 200 mg sem recorrer a um procedimento invasivo adicional. Esta amostragem é imediatamente dividida em 4 amostras e colocadas em um tanque de nitrogênio líquido para transporte até o local de armazenamento. Em seguida, é congelado a -80°C (somente para o Grupo K+).