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Professore di assistenza tecnica di UD è sovvenzionato di NIH per accelerare lo studio su fibrosi polmonare

L'università di professor aprile Kloxin di Delaware ha ricevuto gli istituti nazionali del New Innovator l'Award dal fondo comune di NIH ad alto rischio, programma di ricerca di salubrità (NIH) di Direttore della Alto-Ricompensa, che supporta le proposte di ricerca altamente innovarici.

Con questo premio quinquennale di concessione, Kloxin mira a sviluppare i materiali di prossima generazione e gli strumenti per accelerare la ricerca nella fibrosi polmonare idiopatica -; una malattia incurabile e interna che lascia la gente con la respirazione della difficoltà ed il polmone progressivo che sfregia.

Problema intrattabile di fibrosi polmonare

Kloxin, professore centennale dello sviluppo di carriera di assistenza tecnica chimica e biomolecolare ed il professore associato di scienza e di assistenza tecnica dei materiali, è uno di 60 ricercatori dall'altro lato del paese che ha ricevuto il New Innovator l'Award dei 2019 di NIH Direttori. Questo premio supporta la ricerca insolitamente innovatrice dai ricercatori in anticipo di carriera che sono in 10 anni di loro grado definitivo o residenza clinica ed ancora non hanno ricevuto una concessione di progetto di ricerca o la concessione equivalente di NIH.

“Sono stato onorato appena per essere considerato -; per realmente essere selezionato era una grande sorpresa,„ ha detto Kloxin.

Lavori di gruppo della ricerca di Kloxin all'interfaccia fra assistenza tecnica, materiali e biologia e gli obiettivi per spingere i campi multipli in avanti sia nella progettazione che nell'applicazione di nuovi strumenti molecolari. Kloxin userà la sua competenza per scoprire le comprensioni circa il problema intrattabile di fibrosi polmonare idiopatica, che pregiudica più di 3 milione di persone globalmente. Circa due terzi dei pazienti con questa malattia muoiono in cinque anni di diagnosi e mentre i trattamenti farmaceutici esistenti per fibrosi polmonare possono rallentare la malattia, non c'è maturazione. Malgrado i sui effetti devastatori, le cause di fibrosi polmonare idiopatica sono ancora indeterminate.

Una delle cose che motiva il lavoro è che c'è comprensione limitata circa le cause fondamentali di fibrosi polmonare idiopatica, questo evento curativo della ferita essenzialmente incontrollata che continua appena a propagare ed accumulare il tessuto della cicatrice nei polmoni. Là realmente poco sta capendo negli esseri umani circa perché quello accade e come fermarla.

Il professor aprile Kloxin, università di Delaware

La fibrosi polmonare idiopatica è notoriamente difficile da studiare, che è una ragione che non è buono capito. I sistemi-modello attuali, quali i modelli animali, non catturano le complessità della malattia umana. Se i migliori sistemi per studiare questa malattia esistessero, i medici specialisti potrebbero sviluppare le strategie di prevenzione ed i trattamenti più efficaci di salvataggio per i pazienti.

Kloxin pianificazione usare i materiali sintetici per progettare un sistema-modello avanzato per fibrosi polmonare idiopatica, una che imita più molto attentamente il tessuto polmonare umano dei modelli attuali. Ciò permetterà che lei ed altri ricercatori spigolino le nuove comprensioni circa come la fibrosi polmonare si sviluppa ed infine, come potrebbe essere impedita e trattata.

Specificamente, Kloxin sta sviluppando un modello dinamico e tridimensionale della co-cultura di fibrosi polmonare idiopatica. Facendo uso dei materiali sintetici, imiterà la matrice extracellulare che circonda le celle. Poi, Kloxin studierà come cambiamenti nelle celle circostanti del microenvironment quali le celle epiteliali ed infiammatorie dei fibroblasti, -; importante all'inizio ed alla progressione di fibrosi -; pregiudica la loro tendenza verso le risposte che promuovono la fibrosi. Le informazioni raccolte saranno confrontate ai modelli preclinici ed ai dati umani.

Per scoprire che cosa induce la fibrosi, obiettivi di Kloxin per mettere a punto i sistemi del reporter che rivelano che cosa, ad un livello genetico, induce una cella determinata a lanciare in uno stato curativo della ferita e come quel trattamento potrebbe essere invertito. Egualmente pianificazione scoprire le nuove comprensioni molecolari circa le differenze del sesso nella fibrosi polmonare idiopatica, che direzione più maschi che le femmine.

I risultati di questa ricerca hanno potuto avere le implicazioni per la prevenzione ed il trattamento non solo di fibrosi polmonare idiopatica, ma anche altre malattie fibrotiche.

“I cinque anni futuri realmente saranno un'intera nuova frontiera per noi,„ ha detto Kloxin.

Kloxin sta pensando ai modi indirizzare le sfide connesse con lo studio dell'affezione polmonare dai suoi giorni come socio postdottorale all'università di colorado, Boulder dal 2009 al 2011. Là, ha studiato come le celle nel polmone che sono responsabili di rigenerazione sono influenzate dagli ambienti che li circondano. Ha trovato che gli effetti erano più complessi di lei mai ha immaginato.

Quasi una decade più successivamente, Kloxin è ancora curioso circa la ferita che guarisce in polmoni -; e determinato rispondere ad alcune delle domande che sono state importunare sua ed altre.

“Quando sono venuto qui ad iniziare il mio proprio laboratorio a UD, ho cominciato pensare: Che cosa altri aspetti del polmone non sono buono capiti?„ ha detto. “Ho cominciato scavare dentro alla fibrosi polmonare ed ho pensato che ci potrebbe essere un'opportunità di utilizzare alcuni degli strumenti che abbiamo avuti ed espanderli più ulteriormente affinchè provare capissimo non la rigenerazione del polmone o lo sviluppo del polmone, che fa parte di stavo provando a che cosa gli strumenti per a Colorado, ma ora di pensare all'affezione polmonare invece.„

Per Kloxin, questi problemi provocatori altamente stanno motivando.

“Sono attirato verso la complessità dei sistemi biologici e come fare le cose che contribuiscono a risolvere i problemi complessi,„ ha detto Kloxin. “Come gli ingegneri, partecipiamo per avere una prospettiva unica su questi sistemi complessi e poi per potere generare gli strumenti per contribuire a diminuire giù alcuna di quella complessità ed a fornire le comprensioni.„

Lo studente di laurea Samantha Cassel dell'ingegneria chimica aiuterà Kloxin con questo progetto. Kloxin egualmente funzionerà con parecchi collaboratori ad altri università e centri medici come pure all'interno dell'università di Delaware. All'interno di UD, Kloxin pianificazione collaborare con altri due ingegneri che studiano il tessuto polmonare e la malattia: Cathy Fromen, un assistente universitario di assistenza tecnica chimica e biomolecolare e Jason Gleghorn, un assistente universitario di assistenza tecnica biomedica. Kloxin egualmente funzionerà con Wilfred Chen, professore di Gore dell'ingegneria chimica, che si specializza nella consegna del DNA costruito alle celle.

“Una delle cose che amo circa essere a UD è che è così ambiente collegiale e di collaborazione e che possiamo lavorare insieme per risolvere i grandi problemi,„ ha detto Kloxin.

Una cronologia di eccellenza in biomateriali

Kloxin ha raggiunto la rinomanza internazionale nel campo dei biomateriali. All'inizio di quest'anno, è stata selezionata dal comitato editoriale di scienza dei biomateriali, un giornale pubblicato dalla società reale di chimica, per il lettorato di scienza di 2019 biomateriali, un lettorato annuale che onora un ricercatore di presto-carriera per il loro contributo significativo al campo dei biomateriali.

Kloxin ha presentato la sua conferenza ad una sessione speciale della trentesima conferenza annuale della società europea per i biomateriali, tenuta settembre 9-13 2019, a Dresda, la Germania.

“Era un'opportunità unica di dividere il nostro lavoro con un nuovo pubblico,„ ha detto. Kloxin ha descritto il suo lavoro precedente facendo uso dei peptidi -; brevi sequenze degli amminoacidi -; per sviluppare le strutture del multiscale all'interno dei materiali sintetici, permettendo che i materiali migliorino mimo quelli trovati in tessuti umani.

La proteina più prevalente nell'organismo, collageno, forma i filamenti lunghi e sottili chiamati fibrille, che pregiudicano l'interazione fra le celle. Quelle fibrille montano nelle fibre del tipo di corda che fanno i tessuti nella vostra interfaccia, i muscoli, cuore e molto altra parte forte e duttile.

I materiali sintetici che montano come il collageno potrebbero essere altamente utili ai ricercatori medici che studiano le malattie dei tessuti umani innumerevoli. Per uno, i tessuti sintetici potrebbero attenuare il problema della variabilità di batch--batch che può ostacolare molti ricercatori che usano i campioni del collageno raccolti dal tessuto.

“C'è molta gente che lavora con il collageno raccolto dai tessuti che stanno facendo le cose realmente fresche con e sarebbero eccitati per avere alternative che piombo alla meno variabilità di batch--batch,„ hanno detto Kloxin. Ciò permetterebbe che questi ricercatori facciano le domande differenti riguardo a come i beni meccanici a parte dalle indicazioni biochimiche forniscono i segnali alle celle, ha detto.

Tuttavia, le versioni sintetiche del collageno non montano tipicamente nelle fibrille lunghe come la proteina naturale fa. Quelli che fanno non sono spesso abbastanza stabili resistere alla coltura cellulare condizionano necessario per condurre la ricerca pertinente.

Kloxin sta lavorando ad una soluzione. “Presentiamo un approccio per la chiusura del quello a chiave struttura montata di quei peptidi che collageno mimico nel posto, eventualmente fornente alcuni nuovi strumenti con cui la gente può studiare le celle,„ ha detto Kloxin.