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Changements métaboliques dans la myosite à corps d'inclusion

Des recherches montrent des changements métaboliques clés chez les patients atteints de myosite à corps inclus.

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La myosite à inclusions (IBM) est une maladie musculaire qui touche principalement les personnes âgées. Cette condition entraîne une perte progressive de force musculaire, ce qui peut rendre difficile le mouvement ou l'accomplissement des activités quotidiennes. C'est important de comprendre l'IBM parce que c'est la maladie musculaire la plus courante chez les personnes âgées.

Que se passe-t-il dans l’IBM ?

Les Muscles squelettiques, qui sont essentiels pour bouger, consomment aussi beaucoup d'énergie et jouent un rôle clé dans la manière dont le corps traite les nutriments. Quand les scientifiques étudient des Maladies musculaires comme l'IBM, ils regardent souvent le métabolisme musculaire, mais ils rencontrent des difficultés car obtenir des échantillons de patients est compliqué. L’IBM est associée au vieillissement, à l'Inflammation chronique et à des problèmes avec les mitochondries, qui sont les sources d'énergie des cellules. Ça en fait un bon sujet pour ces types d'études.

Résultats de la recherche

Malgré sa prévalence, peu d'études se sont concentrées sur les changements Métaboliques dans l'IBM. Une étude notable a examiné des échantillons de 14 patients atteints d'IBM et a trouvé que certains processus métaboliques étaient affectés de manière significative. Les domaines clés d'intérêt incluaient la production d'histamine, le métabolisme des sucres, et d'autres processus importants liés à l'énergie.

Une autre étude a analysé 94 métabolites différents dans le sang de 6 patients atteints d'IBM par rapport à des personnes avec d'autres maladies neuromusculaires. Les patients IBM partageaient environ 39 % des métabolites modifiés avec une condition similaire liée à des problèmes mitochondriaux. Dans une troisième étude, les chercheurs ont analysé des échantillons d'urine et de muscle et ont trouvé des changements significatifs dans les niveaux de certains acides organiques et nucléotides, indiquant des changements métaboliques chez ces patients.

Biomarqueurs clés et observations cliniques

Notre recherche, qui a inclus 38 patients atteints d'IBM, a révélé des résultats notables concernant l'inflammation et la fonction mitochondriale, en particulier chez les patients masculins. Chez les hommes, un marqueur spécifique lié à la santé mitochondriale était significativement élevé par rapport aux femmes, où les changements étaient minimes.

L’examen histopathologique a montré une accumulation de ce marqueur dans certains types de fibres musculaires, déjà connues pour souffrir de dysfonction mitochondriale. Ça indique que le type de fibres musculaires affectées dans l'IBM pourrait contribuer aux différences de fonction métabolique et d'utilisation de l'énergie.

Conception de l'étude et détails des patients

Dans notre étude, nous avons inclus 37 patients atteints d'IBM et 22 témoins du même âge et sexe qui n'avaient pas de maladies musculaires. Les patients répondaient à des critères diagnostiques spécifiques, assurant qu'ils avaient un cas confirmé d'IBM. Les Biopsies musculaires ont été réalisées pour des raisons cliniques avant d'être utilisées pour notre recherche.

Les données cliniques collectées comprenaient l'âge, le sexe, la durée de la maladie, et des scores de tests de force musculaire. Ces tests évaluent à quel point les patients peuvent réaliser divers mouvements, aidant à mesurer l'impact de la maladie sur leur vie quotidienne.

Méthodes utilisées dans l'étude

On a utilisé différentes techniques pour analyser les échantillons de muscle. La métabolomique non ciblée nous a permis d'identifier un large éventail de métabolites, tandis que les approches ciblées se concentraient sur des domaines clés liés à la production d'énergie et au métabolisme.

En extrayant les métabolites des échantillons musculaires et en les analysant avec du matériel de pointe, on a pu profiler les changements dans le métabolisme qui se produisent dans l'IBM. Ça impliquait de regarder des cycles spécifiques importants pour la production d'énergie, ainsi que la dégradation et la production de divers composés essentiels pour la santé musculaire.

Résultats sur les changements de métabolites

Nos résultats ont montré des différences significatives dans les profils métaboliques entre les patients atteints d'IBM et les témoins en bonne santé. Plus précisément, on a noté des changements dans les composés liés aux voies de production d'énergie. Beaucoup de métabolites associés au cycle de l'acide tricarboxylique (TCA), qui est crucial pour le métabolisme énergétique, étaient trouvés à des niveaux plus élevés chez les patients d'IBM. Cependant, on n’a pas vu de changements dans certains autres marqueurs énergétiques comme le lactate.

Fait intéressant, il y avait un changement d'une voie de glycolyse, qui décompose les sucres pour l'énergie, vers la voie du phosphate pentose (PPP), qui génère des molécules importantes pour lutter contre le stress oxydatif et produire des nucléotides.

Impact du sexe sur le métabolisme

L'analyse a révélé des différences de métabolisme entre les hommes et les femmes. Les hommes ont montré une diminution des acylcarnitines à chaîne courte, qui sont importantes pour le métabolisme énergétique. À l'inverse, les femmes avaient des changements métaboliques différents. Cette découverte suggère qu'il pourrait y avoir des réponses spécifiques au sexe à la maladie, soulignant la complexité de la manière dont l'IBM affecte les individus selon le genre.

Corrélations avec les paramètres cliniques

On a examiné comment les changements dans les niveaux de métabolites étaient liés à des mesures cliniques comme la force musculaire. Certains métabolites correlaient positivement avec la force musculaire, ce qui signifie que des niveaux plus élevés de ces composés étaient liés à une meilleure fonction musculaire. Par exemple, la cystéine, un composé important pour la défense antioxydante, montrait une forte corrélation positive avec la force musculaire chez les hommes.

De plus, il y avait des corrélations entre les niveaux de métabolites et les mesures de handicap. Les résultats suggèrent que les changements métaboliques dans l'IBM pourraient influencer la gravité de la maladie sur la fonction et la qualité de vie.

Analyse intégrée des ARN et des métabolites

En combinant nos données métaboliques avec des informations sur l'expression des gènes du même groupe de patients, on a identifié des modules interconnectés de gènes et de métabolites. Cette intégration nous a permis d'explorer comment les changements au niveau moléculaire pourraient être liés aux caractéristiques cliniques de l'IBM.

On a constaté que certains modules corrélaient significativement avec les mesures de force musculaire et d'autres paramètres cliniques. Ça souligne les interactions complexes entre le métabolisme et l'expression des gènes dans le contexte de l'IBM.

Implications plus larges

L'étude souligne des changements métaboliques importants dans l'IBM, se concentrant spécifiquement sur la production d'énergie et la capacité du corps à gérer le stress oxydatif. Comprendre ces changements est crucial pour développer des traitements potentiels ou des interventions qui pourraient améliorer la qualité de vie des personnes touchées par cette condition.

Directions futures pour la recherche

Il faut plus de recherches pour plonger plus profondément dans la manière dont les changements métaboliques détectés influencent la progression de l'IBM. Des études longitudinales pourraient fournir des informations sur la façon dont le métabolisme évolue dans le temps, menant à une meilleure compréhension du développement de la maladie et offrant des indices pour de futures thérapies.

Étudier les voies métaboliques uniques impliquées chez les hommes et les femmes séparément pourrait également clarifier comment le genre affecte la maladie, permettant des approches plus personnalisées pour le traitement et la gestion.

Conclusion

La myosite à inclusions représente un jeu complexe entre le vieillissement, l'inflammation et la dysfonction métabolique. En se concentrant sur les métabolites et leurs changements, cette recherche contribue à un domaine en pleine expansion visant à mieux comprendre les maladies musculaires. Les études futures, espérons-le, mèneront à de nouvelles stratégies pour diagnostiquer et traiter les patients souffrant d'IBM.

Source originale

Titre: Mitochondria-centered metabolomic map of inclusion body myositis: sex-specific alterations in central carbon metabolism

Résumé: BackgroundInclusion body myositis (IBM) is a disease of aging characterized by progressive muscle loss. Despite its positioning at the intersection of aging, mitochondrial dysfunction and chronic inflammation, limited studies have evaluated the underlying metabolic disturbances in IBM. ObjectiveTo investigate the mitochondria-centered metabolomic map of IBM in muscle tissue, highlighting sex-specific differences, and to determine the correlation of the changes in metabolites and gene expression with clinical parameters. Methods37 IBM patients and 22 controls without a myopathy were included. All participants had bulk RNA sequencing performed previously. Clinical parameters included age at biopsy, disease duration, manual motor test (MMT) score, and modified Rankin scale (MRS). A complementary battery of metabolomics platforms was used, including untargeted metabolomics, Agilent dMRM Database and Method platform, and targeted metabolomics. Metabolite levels and RNA-metabolomics integrated modules were correlated with clinical parameters. ResultsMuscle samples from IBM patients had elevated TCA cycle intermediates with concomitant increase in anaplerotic amino acids, suggesting increased anaplerosis into the cycle. There was a decrease in upper glycolysis intermediates and an increase in most of the pentose phosphate pathway (PPP) metabolites. The PPP is the main source of NAPDH, a main antioxidant, and ribose-5-P a precursor of nucleic acids. There were marked sex-specific differences in the acylcarnitine profile, with a decrease in short-chain acylcarnitines only in males. Lastly, there was an increase in nucleic acid bases and a decrease in nucleotides. Several metabolites from various pathways had significant correlations with various clinical parameters, with the most pronounced sex-specific differences observed in correlations with acylcarnitines. RNA-metabolomics integration identified 4 modules, with the strongest correlation observed between one module and sex. The MMT score, an indicator of disease severity, showed a strong correlation with 3 modules. There were major sex specific differences with males having relatively similar correlation to the grouped (both sexes) analysis, while females had no significant correlation with any of the modules. ConclusionTaken together, our findings identified clinically significant alterations in central carbon metabolism in IBM, with major differences between males and females. Future studies are needed to determine the role of the detected metabolic alterations in IBM pathogenesis and track the changes longitudinally over the disease course.

Auteurs: Elie Naddaf, Ibrahim Shammas, Surendra Dasari, Xuan-Mai T. Petterson, Eugenia Trushina, Ian R. Lanza

Dernière mise à jour: 2024-09-30 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.29.615665

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.29.615665.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

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