Catepsinas Respiratórias, Inibidores de Proteases e Glicosaminoglicanos (GAG) na Mucopolissacaridose (RespiGAG)

Mucopolissacaridose (MPS) é um grupo de doenças metabólicas hereditárias causadas por uma deficiência de enzimas lisossômicas que degradam os glicosaminoglicanos (GAGs). A perda de sua atividade resulta no acúmulo celular de fragmentos de GAGs levando a manifestações multissistêmicas progressivas (envolvimento do sistema nervoso central, dismorfismo, anormalidades esqueléticas, cardiomiopatia, ouvido/nariz/garganta e problemas respiratórios). O comprometimento da função pulmonar é um importante problema de saúde para pacientes com MPS.

Várias abordagens terapêuticas foram desenvolvidas para restaurar a atividade enzimática deficiente (transplante de células-tronco, terapia de reposição enzimática, terapia gênica), mas novas abordagens terapêuticas podem ser necessárias, além desses tratamentos convencionais atuais. Em particular, a insuficiência respiratória não é totalmente restaurada. Os mecanismos celulares e moleculares responsáveis ​​pela disfunção pulmonar permanecem hoje amplamente desconhecidos e requerem investigações adicionais. Está bem estabelecido que os GAGs, sob condições específicas, estimulam ou inibem a atividade de enzimas específicas denominadas catepsinas.

As cisteína catepsinas são proteases lisossômicas que podem ser secretadas extracelularmente por macrófagos, células epiteliais e fibroblastos. Desequilíbrio entre as catepsinas e seus inibidores em favor da proteólise tem sido demonstrado em pacientes com doenças pulmonares crônicas (silicose, fibrose cística). Em contraste, altos níveis de seus inibidores endógenos são encontrados na fibrose idiopática. Curiosamente, estudos anteriores relataram que o acúmulo de GAGs sulfatados (condroitina sulfato, heparan sulfato, dermatan sulfato) prejudicou a atividade colagenolítica da catepsina K em um modelo de camundongo com MPS I, sustentando que a catepsina K participa da fisiopatologia do envolvimento ósseo em pacientes com MPS . Além disso, outras catepsinas relacionadas são reguladas in vitro por GAGs.

Assim, a inibição das catepsinas pode contribuir para o comprometimento respiratório em pacientes com MPS. No entanto, sua expressão e seu papel nas vias aéreas de pacientes com MPS ainda são desconhecidos. Além disso, pouco se sabe sobre os níveis de GAG ​​nos pulmões da MPS. A principal hipótese da pesquisa proposta é avaliar os níveis de GAGs sulfatados (heparan sulfato, condroitina sulfato, dermatan sulfato) em amostras respiratórias de pacientes com MPS e a capacidade desses GAGs de modular as atividades proteolíticas de catepsinas lisossômicas. Isso levaria a um remodelamento anormal da arquitetura da matriz extracelular, contribuindo para os distúrbios respiratórios dos pacientes com MPS. Para validar esta hipótese, um estudo correlacional será realizado para encontrar uma relação entre expressão/atividade das catepsinas, concentrações de GAGs e função respiratória.

Este é um estudo multicêntrico, prospectivo, não intervencional e de caso-controle (pacientes com MPS versus pacientes sem MPS). Amostras pulmonares (resíduos biológicos) serão coletadas em pacientes após uma sessão de fisioterapia respiratória (agendada para atendimento de rotina) ou por aspiração traqueal quando os pacientes estiverem intubados (intubação para imagem ou cirurgia sob anestesia geral). As amostras coletadas serão utilizadas para avaliar o nível de expressão e atividade das catepsinas e seus inibidores e a quantidade de GAGs sulfatados.

Os pacientes com MPS serão recrutados em alguns Centros de Referência e Competência para Doenças Metabólicas na França (Angers, Bordeaux, Brest, Rennes, Toulouse, Tours). Os pacientes não MPS serão recrutados no Hospital Universitário de Tours (Reanimação Pediátrica).

Alguns dados médicos de pacientes com MPS serão coletados retrospectivamente do prontuário médico. Esses dados serão idade, sexo, tipo de MPS, avaliação respiratória.

Os dados coletados para os pacientes não MPS serão idade e sexo.

Os benefícios esperados são:

1. Melhor compreensão da fisiopatologia respiratória em pacientes com MPS: pelo entendimento das interações moleculares catepsinas/GAGs.

2. Desenvolvimento de novas abordagens terapêuticas para doenças respiratórias em pacientes com MPS:

   Se pudermos provar que há uma desregulação da atividade pulmonar da catepsina em pacientes com MPS, um tratamento que restaure essa atividade seria de grande interesse. Esse tipo de tratamento já é estudado em doenças ósseas como a osteoporose. Esse tratamento seria complementar às terapias convencionais atuais, como transplante de células-tronco ou terapia de reposição enzimática.

3. Novas abordagens terapêuticas potencialmente eficazes para outros problemas em pacientes com MPS:

O mecanismo de inibição da atividade da catepsina pelos GAGs provavelmente não é específico do pulmão. O acúmulo de GAGs e a expressão de catepsina são onipresentes em humanos. O papel da desregulação das catepsinas pelos GAGs já foi descrito para explicar alguns acometimentos ósseos ou cardíacos. Essas novas abordagens terapêuticas podem, portanto, também ter um efeito benéfico no envolvimento de outros órgãos em pacientes com MPS.