Aspetti nutrizionali. La dieta a-proteica: attivazione dell’autofagia nei pazienti con miopatia col6.

 La distrofia muscolare congenita di Ullrich e la miopatia di Bethlem sono rare malattie muscolari ereditarie causate da mutazioni dei geni COL6, A1 A2 A3, e per le quali non è ancora disponibile una cura. Studi sui topi carenti di col6 hanno rivelato che la degenerazione della fibra muscolare coinvolge difetti autofagici e che l’attivazione forzata di autofagia determina il miglioramento della patologia muscolare. Sette pazienti adulti affetti da miopatie causate da deficit del Col6 sono state sottoposti a dieta controllata a basso contenuto di proteine ​​per 12 mesi e abbiamo valutato la presenza di autofagosomi e dei livelli di mRNA e proteine ​​per BECN1 / Beclin 1 e MAP1LC3B / LC3B nelle biopsie muscolari e nei leucociti del sangue. Sono state valutate la forza muscolare, la funzione motoria e respiratoria e i parametri metabolici. Dopo un anno di dieta a basso contenuto di proteine, i marcatori autofagici erano aumentati nei muscoli scheletrici e nei leucociti del sangue dei pazienti. La sicurezza del trattamento è dimostrata dalla conservazione della percentuale di grasso nella composizione corporea, forza muscolare e funzione. Inoltre, la ridotta incidenza di apoptosi delle fibre muscolari ha indicato benefici nell’omeostasi muscolare e i cambiamenti metabolici hanno indicato una migliore funzionalità mitocondriale. Questi dati forniscono la prova che la dieta con basso contenuto di proteine è in grado di attivare l’autofagia ed è sicura e tollerabile nei pazienti con Miopatie COL6, che indicano l’attivazione dell’autofagia come un potenziale bersaglio per applicazioni terapeutiche. Inoltre, i nostri risultati indicano che i leucociti nel sangue sono uno strumento promettente non invasivo per monitorare l’attivazione autofagica nei pazienti.

Introduzione: COL6 / collagene VI è una delle principali proteine ​​della matrice extracellulare dell’endomisio dei muscoli scheletrici. Le mutazioni dei geni COL6 (COL6A1, COL6A2 e COL6A3) causano miopatie correlate al COL6, un gruppo di malattie muscolari ereditarie rare che includono la miopatia di Bethlem (BM) e la distrofia muscolare congenita di Ullrich (UCMD), nonché la cintura degli arti e la miosclerosi varianti della miopatia. La BM è caratterizzata da debolezza muscolare assiale e prossimale, insieme a contratture delle articolazioni interfalangee delle ultime 4 dita. La BM è solitamente lieve e talvolta lentamente progressiva. L’insufficienza respiratoria fa parte dello spettro clinico e può verificarsi in pazienti ambulatoriali. L’UCMD è una grave distrofia muscolare congenita caratterizzata da esordio precoce, deperimento e debolezza muscolare generalizzata, contratture articolari prossimali e iperflessibilità articolare distale. Camminare autonomamente è raramente raggiunto o mantenuto nei bambini affetti da UCMD, che soffrono anche di insufficienza respiratoria precoce e progressiva. Non esiste attualmente una cura per BM o UCMD.

Abbiamo precedentemente dimostrato che la ciclosporina A è in grado di salvare alterazioni muscolari associate alla carenza di COL6 nei topi  malati e nelle cellule di pazienti BM o UCMD. Sebbene studi clinici abbiano indicato che la ciclosporina A può essere utile nel rallentare la progressione della malattia correggendo il mitocondrio disfunzione, la ben nota attività immunosoppressiva della ciclosporina A è un ostacolo importante e ostacola il suo uso a lungo termine soprattutto nei pazienti pediatrici. Studi recenti su topi malati e biopsie dei pazienti hanno fornito nuove informazioni sui meccanismi molecolari alla base delle miopatie correlate a COL6. Questi studi hanno dimostrato che un fallimento delle macchine autofagiche gioca un ruolo patogenetico importante nello spreco e nella debolezza muscolare. L’autofagia è un processo autodegradativo conservato in modo evolutivo che è essenziale per recuperare i nutrienti durante il digiuno e per la rimozione di componenti cellulari dannosi o danneggiati. Nei muscoli scheletrici di topi malati (col6a1), l’alterazione della formazione di autofagosoma innesca l’accumulo di mitocondri disfunzionali e di organelli nelle miofibre, portando all’apoptosi e alla miopatia. In particolare, il ripristino di un flusso autofagico appropriato da parte di genetica, farmacologica o approcci nutrizionali salva il fenotipo miopatico dei topi col6a1. In particolare, l’alimentazione di topi col6a1 per un mese con una dieta a basso contenuto di proteine ​​(LPD) porta ad un recupero dei difetti muscolari strutturali e funzionali.

Qui riportiamo i risultati di uno studio clinico pilota con un LPD condotto per 12 mesi in 7 soggetti adulti con mutazioni COL6 geneticamente caratterizzate (6 BM e 1 UCMD). Gli endpoint primari di questo approccio nutrizionale sono stati raggiunti con successo, poiché è stata dimostrata la sicurezza del trattamento e i muscoli dei pazienti hanno mostrato livelli aumentati dei marcatori autofagici BECN1 e MAP1LC3B / LC3B dopo il trattamento. Inoltre, e ancora più importante, questa risposta biologica è stata accompagnata dalla mancanza di progressione della malattia e dal miglioramento di alcuni parametri funzionali e metabolici. In particolare, l’incidenza dell’apoptosi nelle biopsie muscolari è stata significativamente ridotta dopo la dieta LPD. Questi risultati indicano che gli approcci nutrizionali possono essere efficacemente utilizzati per attivare l’autofagia in pazienti affetti da miopatie correlate a COL6 e puntare sull’attivazione dell’autofagia come un prezioso bersaglio terapeutico per migliorare la salute dei muscoli in questi pazienti. In termini più generali, i nostri dati forniscono un razionale per nuove opportunità di trattamento in un numero crescente di patologie muscolari e non muscolari associate a compromissione autofagica.Discussione: I risultati di questo trial pilota nutrizionale, sebbene condotto su una piccola quantità di pazienti affetti da una malattia rara, forniscono preziose informazioni per la comunità medica. Infatti, questo è il primo studio clinico che mostra l’attivazione autofagica in un disturbo ereditario umano, con effetti benefici nel contrastare la progressione della malattia. Il miglioramento di più parametri funzionali, nonostante un certo grado di perdita di peso corporeo, è un risultato notevole, a conferma della sicurezza e dei potenziali benefici dell’attivazione dell’autofagia nelle miopatie correlate a COL6. I nostri dati suggeriscono che la LPD nelle miopatie umane COL6 riporta gli effetti benefici osservati nei topi malati col6a1. Simile al modello animale, questo approccio nutrizionale era in grado di indurre l’autofagia, un percorso che svolge un ruolo fondamentale nella rimozione degli organelli danneggiati e dei mitocondri disfunzionali , che porta a migliorare la mia salute delle fibre muscolari.

Dato l’inizio precoce e il decorso progressivo delle miopatie correlate al COL6, i pazienti generalmente peggiorano con il tempo, ma non in modo prevedibile. Si prevede che il trattamento con LPD aumenti la rottura delle proteine ​​e degli organelli mediata dall’autofagia e, di conseguenza, i pazienti perdano 7 % della massa muscolare. Tuttavia, i nostri dati indicano che nonostante un certo grado di perdita di massa muscolare e il fatto che i pazienti sono invecchiati, la forza assoluta dei muscoli delle gambe non diminuiva dopo un anno di LPD, e l’attivazione dell’autofagia ha comportato una diminuzione dell’apoptosi della miofiber, una migliore funzione motoria e respirazione migliorata. Queste scoperte apparentemente paradossali sono prontamente spiegate dal controllo critico che l’autofagia suscita sulla qualità delle proteine ​​e degli organelli. Promuovendo il flusso autofagico, gli organelli e le proteine ​​danneggiati vengono eliminati ei muscoli perdono parte della loro massa ma diventano migliori in funzione. Al contrario, l’inibizione dell’autofagia nei muscoli è sufficiente per indurre uno spreco e una debolezza. Coerentemente con i nostri dati, un recente lavoro ha dimostrato che la restrizione calorica a lungo termine in volontari sani umani aumentando i livelli di BECN1 e LC3B favorisce cambiamenti benefici nei muscoli scheletrici, come come infiammazione ridotta e migliore proteostasi.

Si può affermare che lo spostamento metabolico verso l’ossidazione lipidica che abbiamo rilevato in tutti i pazienti dopo un anno di LPD si basa sulla migliorata funzione mitocondriale suscitata dall’attivazione dell’autofagia. Ciò è coerente con il fatto che l’β-ossidazione degli acidi grassi è uno dei principali percorsi del metabolismo energetico che operano all’interno dei mitocondri. L’osservazione che il lattato e l’acetato sierico diminuivano dopo un anno di LPD, ulteriori punti a una più efficiente attività ossidativa mitocondriale. Sottolineiamo che i nostri dati rappresentano un’analisi “statica” dell’autofagia e non possono fornire approfondimenti sul flusso autofagico, a causa della mancanza di metodi appropriati per il rilevamento del flusso nell’uomo. Ciò implica che l’attivazione dell’autofagia potrebbe essere presente anche in quei pazienti che mostrano piccoli o nessuna modifica nei livelli di lipidazione LC3B e / o BECN1.

I limiti di questo studio clinico pilota sono inevitabilmente legati alla bassa prevalenza di BM e UCMD e al piccolo numero di pazienti eleggibili per tale sperimentazione pilota. In effetti, è estremamente difficile progettare studi randomizzati per pazienti affetti da miopatie correlate a COL6 o includere un gruppo di controllo dietetico standard per la LPD, a causa di ovvi vincoli etici sollevati dalle biopsie muscolari multiple invasive richieste per valutare l’efficacia. Nonostante queste limitazioni intrinseche, le nostre scoperte sono molto promettenti e aprono la strada ad interventi nutrizionali finalizzati all’attivazione dell’autofagia nelle patologie neuromuscolari. In realtà, l’obiettivo di questo studio era quello di studiare l’utilità di indirizzare l’autofagia nelle miopatie correlate a COL6, fornendo così le basi e giustificando futuri studi clinici più ampi. Va sottolineato che questo studio clinico pilota non ha lo scopo di raccomandare la LPD come trattamento definitivo a lungo termine per i pazienti con BM o UCMD. Invece, il nostro studio è stato finalizzato a valutare se l’autofagia può essere attivata nei pazienti BM e UCMD e se tale attivazione è sicura e ha effetti benefici verso una terapia futura. Inoltre, utilizzando l’intervento nutrizionale come approccio semplice e sicuro per attivare l’autofagia e monitorando i segni vitali dei pazienti, siamo stati in grado in questa fase iniziale di escludere dall’analisi ulteriori effetti collaterali che potrebbero essere stati attribuiti a un farmaco o a un’autofagia chimica activator.

C’è una crescente necessità di identificare biomarcatori e strumenti per monitorare l’autofagia negli esseri umani senza utilizzare biopsie. Il nostro lavoro è il primo studio che dimostra che i leucociti del sangue rappresentano un promettente strumento non invasivo per valutare lo stato dell’autofagia nelle malattie neuromuscolari, sia negli animali che in gli esseri umani. Questa scoperta è particolarmente rilevante per i tessuti non facilmente accessibili alla biopsia, come il cervello e il cuore, e in cui l’autofagia è un importante giocatore omeostatico. Infatti, l’autofagia è un obiettivo prezioso e druggable per combattere i disturbi neurodegenerativi, come le malattie di Huntington, Alzheimer e Parkinson, così come cardiomiopatie congenite o acquisite. Infine, i nostri dati supportano anche la possibilità di studiare lo stato autophagy negli esseri umani mediante la raccolta e l’uso di leucociti del sangue per le misurazioni biochimiche. 

Complessivamente, i nostri dati hanno soddisfatto gli obiettivi di questo trial clinico LPD pilota, dimostrando non solo che l’autofagia può essere attivata nei pazienti miopatici, ma anche che l’autofagia è un obiettivo prezioso per nuovi approcci terapeutici. Nel prossimo futuro, la combinazione di composti naturali che modulano l’autofagia con programmi nutrizionali appositamente progettati può consentire di sinergizzare le loro azioni e migliorare ulteriormente i lievi benefici ottenuti in questo studio dalla LPD. In conclusione, i risultati che abbiamo ottenuto con un trattamento LPD in un anno nei pazienti con BM e UCMD aprono il campo per ulteriori studi su altre miopatie ereditarie e distrofie muscolari in cui l’alterazione dell’autofagia è parte dei meccanismi patogenetici che causano deperimento muscolare e debolezza.

FONTE, vai all’articolo in inglese: Pubmed