Kulilte, en giftig gas, der dræber tusindvis af amerikanere hvert år, kan vise sig at være en livredder for patienter at komme sig efter organtransplantation, slagtilfælde eller hjerteanfald, viser ny forskning fra University of Michigan Cardiovascular Center- .
I en nylig undersøgelse, fandt UM forskerne, at indånde små mængder kulilte i flere uger efter transplantation operation forhindrede udviklingen af en dødelig inflammatorisk reaktion i eksperimentel mus, der fik transplanterede luftrør, eller windpipes.
Hvis kulilte terapi virker så godt i menneskelige patienter, som det gør i mus, kan det forhindre en inflammatorisk respons, kaldet obliterativ bronchiolitis, som udvikler sig i næsten 50 procent af alle patienter, som får en lungetransplantation, fra en uafhængig donor. OB er den mest almindelige komplikation efter en lungetransplantation hos mennesker og de mest dødbringende. Det sker, når patientens immunsystem forkaster den transplanterede lunge og sender en hær af T-celler til at angribe og ødelægge det fremmede væv.
"Ingen er sikker på præcis, hvordan det sker, men de små luftveje i lungerne svulme op og blive gradvist mindre, indtil patienten ikke kan trække vejret," siger David J. Pinsky, MD, J. Griswold Ruth, MD & Margery Hopkins Ruth professor i Internal Medicine og chef for hjerte-kar-medicin i UM Medical School, der har instrueret forskningen. "I øjeblikket har vi ingen effektive behandlinger for OB. Medmindre patienten får et nyt lungetransplantation, resultatet er som regel dødelig."
Resultaterne af UM-undersøgelsen blev offentliggjort i juli 18 i det seneste nummer af Journal of Experimental Medicine (JEM) .
Pinsky forskning holdet fokuserer på forholdet mellem kulilte og nitrogenoxid - to giftige gasser fremstillet ved forskellige typer af celler i kroppen. UM forskningsresultater tyder på, at en patients chancer for at leve eller dø efter en lungetransplantation afhænger i høj grad, om resultatet af en intern magtkamp mellem to enzymer, der styrer cellulære produktionen af disse gasser.
"Hmox eller hæm oxygenase enzym, er ansvarlig for syntesen af kulilte," Pinsky forklarer. "Det blev først identificeret som en varmechockproteinet fremkaldt under stress betingelser for at hjælpe med at beskytte cellerne mod skader. Hmox udtryk stigninger i human lunge transplanterede patienter med OB.
"Nitrogenoxid syntase, eller Inos, er det enzym, ansvarlig for syntesen af nitrogenoxid," Pinsky tilføjer. "Når det er udtrykt i endotelceller i blodkar, det får dem til at spile og slappe af. Men når det er udtrykt i epitelceller i luftvejene, det genererer en strøm af leukocytter, der udløser en inflammatorisk reaktion. Expression of Inos øger også under lungetransplantation afstødning .
"Vi tror, at Hmox og kulilte er kroppens måde at forsøge at begrænse væv betændelse og skade forårsaget af Inos og nitrogenoxid under afstødning," Pinsky siger. "Vores data viser, at lokale CO produktion giver kritisk beskyttelse mod OB induceret af Inos udtryk. Det er en balancegang mekanisme. Når Hmox udtryk går op, det reducerer Inos udtryk og undertrykker en vigtig signalvej, der er involveret i immunrespons."
For at teste deres hypotese, UM forskerne studeret to typer af eksperimentelle mus - en gruppe manglede genet for Hmox enzym og var ude af stand til at syntetisere kulilte. En anden gruppe er produceret usædvanlig høje niveauer af Hmox og CO Når UM forskere transplanteret windpipes fra én type mus til den anden, genetiske forskelle mellem de to stammer af mus udløst afstødning, betændelse og en betydelig indsnævring af luftvejene i transplanterede patienter.
Men UM forskerne opdagede de kunne redde musene ved at lade dem inhalerer CO-beriget luft (100 ppm) i to uger efter transplantationen, eller ved at give dem et lægemiddel, der inducerer høje niveauer af Hmox udtryk.