Респираторные катепсины, ингибиторы протеаз и гликозаминогликаны (ГАГ) при мукополисахаридозе (RespiGAG)

Мукополисахаридоз (МПС) представляет собой группу наследственных метаболических заболеваний, вызванных дефицитом лизосомальных ферментов, расщепляющих гликозаминогликаны (ГАГ). Потеря их активности приводит к клеточному накоплению фрагментов ГАГ, что приводит к прогрессирующим полисистемным проявлениям (вовлечение центральной нервной системы, дисморфизм, скелетные аномалии, кардиомиопатия, проблемы с ушами/носом/горлом и респираторными заболеваниями). Нарушение функции легких является важной проблемой для здоровья пациентов с МПС.

Для восстановления недостаточной ферментативной активности были разработаны различные терапевтические подходы (трансплантация стволовых клеток, заместительная ферментная терапия, генная терапия), но могут потребоваться новые терапевтические подходы в дополнение к этим традиционным методам лечения. В частности, дыхательная недостаточность не восстанавливается полностью. Клеточные и молекулярные механизмы, ответственные за легочную дисфункцию, остаются сегодня в значительной степени неизвестными и требуют дополнительных исследований. Хорошо известно, что ГАГ в определенных условиях либо стимулируют, либо ингибируют активность специфических ферментов, называемых катепсинами.

Цистеиновые катепсины представляют собой лизосомальные протеазы, которые могут секретироваться внеклеточно макрофагами, эпителиальными клетками и фибробластами. Дисбаланс между катепсинами и их ингибиторами в пользу протеолиза показан у больных с хроническими заболеваниями легких (силикоз, муковисцидоз). Напротив, высокие уровни их эндогенных ингибиторов обнаруживаются при идиопатическом фиброзе. Интересно, что в предыдущих исследованиях сообщалось, что накопление сульфатированных ГАГ (хондроитинсульфат, гепарансульфат, дерматансульфат) нарушало коллагенолитическую активность катепсина К в мышиной модели МПС I, подтверждая, что катепсин К участвует в патофизиологии поражения костей у пациентов с МПС. . Более того, другие родственные катепсины регулируются in vitro с помощью GAG.

Таким образом, ингибирование катепсинов может способствовать нарушению дыхания у пациентов с МПС. Однако их экспрессия и роль в дыхательных путях пациентов с МПС до сих пор неизвестны. Кроме того, мало что известно об уровнях ГАГ в легких при МПС. Основная гипотеза предлагаемого исследования заключается в оценке уровней сульфатированных ГАГ (гепарансульфат, хондроитинсульфат, дерматансульфат) в образцах дыхательных путей больных МПС и способности этих ГАГ модулировать протеолитическую активность лизосомальных катепсинов. Это может привести к аномальному ремоделированию архитектуры внеклеточного матрикса, способствуя респираторным расстройствам у пациентов с МПС. Чтобы подтвердить эту гипотезу, будет проведено корреляционное исследование, чтобы найти взаимосвязь между экспрессией/активностью катепсинов, концентрациями ГАГ и дыхательной функцией.

Это многоцентровое проспективное неинтервенционное исследование случай-контроль (пациенты с МПС по сравнению с пациентами без МПС). Легочные образцы (биологические отходы) будут собираться у пациентов либо после сеанса респираторной физиотерапии (запланированного для рутинной помощи), либо путем аспирации трахеи, когда пациенты интубированы (интубация для визуализации или операции под общей анестезией). Собранные образцы будут использованы для оценки уровня экспрессии и активности катепсинов и их ингибиторов, а также количества сульфатированных ГАГ.

Пациенты с МПС будут набираться в некоторых справочных и компетентных центрах по метаболическим заболеваниям во Франции (Анжер, Бордо, Брест, Ренн, Тулуза, Тур). Пациенты без MPS будут набраны в университетской больнице Тура (детская реанимация).

Некоторые медицинские данные пациентов с МПС будут собираться ретроспективно из медицинской документации. Этими данными будут возраст, пол, тип МПС, респираторная оценка.

Данные, собранные для пациентов без MPS, будут включать возраст и пол.

Ожидаемые преимущества:

1. Лучшее понимание респираторной патофизиологии у пациентов с МПС: путем понимания взаимодействия молекулярных катепсинов/ГАГ.

2. Разработка новых терапевтических подходов к респираторным заболеваниям у пациентов с МПС:

   Если мы сможем доказать, что у пациентов с МПС существует дисрегуляция активности легочного катепсина, лечение, которое восстановит эту активность, будет представлять большой интерес. Этот тип лечения уже изучен при заболеваниях костей, таких как остеопороз. Это лечение будет дополнять существующие традиционные методы лечения, такие как трансплантация стволовых клеток или ферментозаместительная терапия.

3. Новые терапевтические подходы, потенциально эффективные при других проблемах у пациентов с МПС:

Механизм ингибирования активности катепсина ГАГ, вероятно, не является специфичным для легких. Накопление ГАГ и экспрессия катепсина широко распространены у людей. Роль нарушения регуляции катепсинов с помощью GAG уже была описана для объяснения некоторых поражений костей или сердца. Таким образом, эти новые терапевтические подходы могут также оказывать благотворное влияние на поражение других органов у пациентов с МПС.