Avaliação da Capacidade de Regeneração das Células Satélites do Quadríceps Comparadas com as do Diafragma (ECARS)

Este estudo enfoca a ventilação mecânica utilizada em unidade de terapia intensiva para complementar a função ventilatória em pacientes. De fato, a ventilação mecânica pode "paradoxalmente" estar na origem de complicações que podem ser fatais em pacientes. Com efeito, a ventilação mecânica ao comprar músculos respiratórios em descarga, pode induzir a atrofia destes músculos e uma alteração das suas propriedades contrácteis induzida por uma perturbação do estado redox e regeneração tecidular. Essa patologia muscular é chamada de disfunção diafragmática induzida pela ventilação (DDIV).

Em modelos animais, as moléculas antioxidantes mostraram um efeito benéfico para limitar esta patologia, destacando a importância do estresse oxidativo na fisiopatologia da DDIV. Entre as diferentes moléculas testadas, a SS-31, quelante de radicais livres específicos da mitocôndria, mostrou sua eficácia na prevenção de VIDD em modelo animal. No entanto, dados fisiopatológicos em humanos ainda são necessários para propor esta molécula em um ensaio terapêutico. De fato, a manutenção da massa muscular e, portanto, a regeneração dos tecidos depende da capacidade das células-tronco musculares (MuSC) ou células satélites para ativar e diferenciar. A homeostase muscular depende também da capacidade dessas células de ativar genes quiescentes para manter um pool de células quiescentes que mantém a capacidade de autorrenovação. No contexto de um microambiente patológico que favorece a ativação excessiva de células satélites, como durante a ventilação mecânica, os pesquisadores podem postular que isso levará a uma perda do pool de células quiescentes, induzindo assim a uma perda de homeostase do tecido muscular responsável pela atrofia de longo prazo. Estudos recentes em camundongos mostraram um maior potencial para que essas células quiescentes diafragmáticas sejam ativadas e participem da renovação de fibras musculares danificadas em comparação aos músculos periféricos. Essa especificidade de ativação precoce das células satélites diafragmáticas poderia enfraquecê-las frente a um microambiente patológico induzido pela ventilação mecânica, alterando sua capacidade regenerativa. Mas atualmente não existem dados em humanos.

Os investigadores pretendem, assim, neste estudo, avaliar a especificidade diafragmática dos mecanismos fisiopatológicos envolvidos na DDVID, através de um estudo comparativo no mesmo sujeito da função biológica das células estaminais satélites originárias do músculo quadríceps e do diafragma. Este estudo é complementar ao projeto BOTAN validado pelo IRB de Montpellier (número de acreditação do IRB: 198711), em 24/11/2021 sob o número 2021_IRB-MTP_08-37, permitindo a coleta de células satélites diafragmáticas do cuidado. De facto, nos sujeitos incluídos no estudo BOTAN, os investigadores irão realizar, durante a mesma intervenção cirúrgica, permitindo o acesso a uma biopsia diafragmática, uma biopsia do quadríceps de forma a avaliar paralelamente as capacidades regenerativas das células estaminais do quadríceps , em comparação com a do diafragma no mesmo paciente.

Nossa hipótese é que o estresse mecânico e oxidativo imposto pela ventilação mecânica levará ao comprometimento da ativação das células satélites, esgotamento do pool de células satélites quiescentes. A consequência será uma incapacidade de regeneração do tecido muscular e, finalmente, atrofia associada à disfunção contrátil do diafragma. Assim, comparando a função biológica das células satélites e suas capacidades regenerativas provenientes do diafragma e do quadríceps do mesmo paciente, os pesquisadores poderão responder à questão de saber se as células-tronco diafragmáticas são mais ativas em sua renovação em comparação com as do quadríceps e portanto, mais suscetível a perder seu pool de células quiescentes, na base da atrofia muscular e VIDD.

Este trabalho permitiria futuramente identificar novos alvos terapêuticos visando limitar a ativação precoce de células satélites em repouso, prejudicial para a manutenção de um pool de células satélites quiescentes durante a ventilação mecânica, de forma a limitar o impacto do VIDD.

Além disso, o estudo BOTAN nos permitirá propor um modelo in vitro de VIDD a partir de culturas de células-tronco diafragmáticas humanas, que serão submetidas a estresse mecânico semelhante ao encontrado em pacientes ventilados. Graças ao presente estudo, que permitirá avaliar a especificidade da ativação precoce das células satélites do quadríceps em comparação com a do diafragma no mesmo indivíduo, os pesquisadores também poderão validar uma ferramenta in vitro que permite a triagem de bioativos moléculas de interesse para limitar o VIDD, sem a necessidade de uma biópsia do diafragma, mas apenas uma biópsia do quadríceps, que é muito mais simples e menos invasiva. Assim, este estudo é o primeiro estudo em humanos a propor este tipo de avaliação comparativa, o que permitirá propor novas ferramentas minimamente invasivas na avaliação e otimização de tratamentos farmacológicos para limitar o impacto do VIDD.