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O professor da engenharia de UD recebe a concessão de NIH para acelerar o estudo da fibrose do pulmão

A universidade do professor abril Kloxin de Delaware foi concedida a institutos nacionais do Novo Inovador Concessão do fundo comum de NIH de alto risco, o programa de investigação da saúde (NIH) do director da Alto-Recompensa, que apoia propostas de pesquisa altamente inovativas.

Com esta concessão de cinco anos da concessão, Kloxin aponta desenvolver materiais e ferramentas da próxima geração para acelerar a pesquisa na fibrose pulmonaa idiopática -; uma doença incurável, fatal que deixe os povos com a respiração da dificuldade e o pulmão progressivo que scarring.

Problema intratável da fibrose do pulmão

Kloxin, o professor centenário da revelação de carreira da engenharia química e biomolecular e o professor adjunto da ciência e da engenharia de materiais, são um de 60 pesquisadores do país inteiro quem recebeu Novo Inovador Concessão dos 2019 de NIH directores. Esta concessão apoia a pesquisa raramente inovativa dos investigador adiantados da carreira que estão dentro de 10 anos de sua grau final ou residência clínica e não receberam ainda uma concessão do projecto de investigação ou a concessão equivalente de NIH.

“Eu fui honrado apenas para ser considerado -; para para ser seleccionado realmente era uma grande surpresa,” disse Kloxin.

Trabalhos de grupo de investigação de Kloxin na relação entre a engenharia, os materiais e a biologia e os alvos para empurrar campos múltiplos para a frente no projecto e na aplicação de ferramentas moleculars novas. Kloxin usará sua experiência para descobrir introspecções sobre o problema intratável da fibrose pulmonaa idiopática, que afecta mais de 3 milhões de pessoas global. Aproximadamente dois terços dos pacientes com esta doença morrem dentro de cinco anos de diagnóstico, e quando os tratamentos farmacêuticos existentes para a fibrose do pulmão puderem retardar a doença, não há nenhuma cura. Apesar de seus efeitos devastadores, as causas da fibrose pulmonaa idiopática são ainda indeterminadas.

Uma das coisas que motiva o trabalho é que há uma compreensão limitada sobre as causas subjacentes da fibrose idiopática do pulmão, este evento cura esbaforido essencialmente descontrolado que apenas continua a propagar e acumular o tecido da cicatriz nos pulmões. Lá está compreendendo realmente pouco nos seres humanos sobre porque isso acontece e como a parar.

Professor abril Kloxin, universidade de Delaware

A fibrose pulmonaa idiopática é notòria difícil de estudar, que é uma razão que não é bom compreendido. Os sistemas modelo existentes, tais como os modelos animais, não capturam as complexidades da doença humana. Se os melhores sistemas para estudar esta doença existiram, os médicos especialistas poderiam desenvolver umas estratégias mais eficazes da prevenção e tratamentos salva-vidas para pacientes.

Kloxin planeia usar materiais sintéticos para projectar um sistema modelo avançado para a fibrose pulmonaa idiopática, uma que imita o tecido de pulmão humano mais pròxima do que modelos existentes. Isto permitirá que e outros pesquisadores recolham introspecções novas sobre como a fibrose do pulmão se torna e finalmente, como pôde ser impedida e tratado.

Especificamente, Kloxin está desenvolvendo um modelo dinâmico, tridimensional da co-cultura da fibrose pulmonaa idiopática. Usando materiais sintéticos, imitará a matriz extracelular que cerca pilhas. Então, Kloxin estudará como mudanças nas pilhas circunvizinhas do microambiente tais como as pilhas dos fibroblasto, as epiteliais e as inflamatórios -; da mais alta importância ao início e à progressão da fibrose -; afecta sua tendência para as respostas que promovem a fibrose. A informações recolhidas será comparada aos modelos pré-clínicos e aos dados humanos.

Para descobrir o que induz a fibrose, alvos de Kloxin para desenvolver os sistemas do repórter que revelam o que, em um nível genético, fazem com que uma pilha individual lance em um estado cura esbaforido e como esse processo pôde ser invertido. Igualmente planeia descobrir introspecções moleculars novas sobre diferenças do sexo na fibrose pulmonaa idiopática, que golpeia mais homens do que fêmeas.

Os resultados desta pesquisa podiam ter implicações para a prevenção e o tratamento não somente da fibrose pulmonaa idiopática, mas igualmente outras doenças fibrotic.

“Os próximos cinco anos serão realmente uma fronteira nova inteira para nós,” disse Kloxin.

Kloxin tem pensado sobre maneiras de endereçar os desafios associados com o estudo da doença pulmonar desde seus dias como um associado pos-doctoral na Universidade do Colorado, Boulder desde 2009 até 2011. Lá, estudou como as pilhas no pulmão que são responsáveis para a regeneração são afectadas pelos ambientes que cercam os. Encontrou que os efeitos eram mais complexos do que ela imaginou nunca.

Quase uma década mais tarde, Kloxin é ainda curioso sobre a cura esbaforido nos pulmões -; e determinado responder a algumas das perguntas que foram se incomodar sua e outro.

“Quando eu vim aqui começar meu próprio laboratório em UD, eu comecei pensar: O que outros aspectos do pulmão não são bons compreendidos?” disse. “Eu comecei escavar dentro à fibrose do pulmão, e eu pensei que poderia haver uma oportunidade de usar algumas das ferramentas que nós tivemos e para as expandir mais para que tentar compreenda não a regeneração do pulmão ou a revelação do pulmão, que são parte do que eu estava tentando ter ferramentas para em Colorado, mas de pensar agora pelo contrário sobre a doença pulmonar.”

Para Kloxin, estes problemas desafiantes estão motivando altamente.

“Eu sou atraído à complexidade de sistemas biológicos e como para fazer as coisas que ajudam a resolver problemas complexos,” disse Kloxin. “Como coordenadores, nós estamos para ter uma perspectiva única nestes sistemas complexos e então para poder gerar ferramentas para ajudar a reduzir-se abaixo de alguma dessa complexidade e a fornecer introspecções.”

O estudante doutoral Samantha Cassel de engenharia química ajudará Kloxin com este projecto. Kloxin igualmente trabalhará com diversos colaboradores em outros universidades e centros médicos assim como dentro da universidade de Delaware. Dentro de UD, Kloxin planeia colaborar com outros dois coordenadores que estudam o tecido e a doença de pulmão: Cathy Fromen, um professor adjunto da engenharia química e biomolecular, e Jason Gleghorn, um professor adjunto da engenharia biomedicável. Kloxin igualmente trabalhará com Wilfred Chen, professor de Gore da engenharia química, que se especializa em entregar o ADN projetado às pilhas.

“Uma das coisas que eu amo sobre ser em UD é que é um ambiente tão colegial e colaborador e que nós podemos trabalhar junto para resolver problemas grandes,” disse Kloxin.

Uma história da excelência nos matérias biológicos

Kloxin alcançou a fama internacional no campo dos matérias biológicos. No começo desse ano, foi seleccionada pelo corpo editorial da ciência dos matérias biológicos, um jornal publicado pela sociedade real da química, para o preletorato da ciência de 2019 matérias biológicos, um preletorato anual que honrasse um pesquisador da cedo-carreira para sua contribuição significativa para o campo dos matérias biológicos.

Kloxin apresentou sua leitura em uma sessão especial do 30o Congresso Anual da sociedade européia para matérias biológicos, guardarada Sept. 9-13, 2019, em Dresden, Alemanha.

“Era uma oportunidade original de compartilhar de nosso trabalho com uma audiência nova,” disse. Kloxin descreveu seus trabalhos anteriores usando peptides -; seqüências curtos dos ácidos aminados -; para desenvolver estruturas do multiscale dentro dos materiais sintéticos, permitindo que os materiais melhorem a indicação aqueles encontrados em tecidos humanos.

A proteína a mais predominante no corpo, colagénio, forma os filamentos longos, finos chamados as fibrilas, que afectam a interacção entre pilhas. Aquelas fibrilas montam corda-como nas fibras que fazem tecidos em sua pele, músculos, coração, e muitas outro parte forte e maleável.

Os materiais sintéticos que montam como o colagénio poderiam ser altamente úteis aos pesquisadores médicos que estudam doenças de tecidos humanos inumeráveis. Para um, os tecidos sintéticos poderiam abrandar o problema da variabilidade do grupo-à-grupo que pode entravar muitos pesquisadores que usam as amostras do colagénio colhidas do tecido.

“Há muitos povos que trabalham com o colagénio colhido dos tecidos que estão fazendo coisas realmente frescas com ele e seriam entusiasmado ter as alternativas que conduziriam a menos variabilidade do grupo-à-grupo,” disseram Kloxin. Isto permitiria que estes pesquisadores fizessem perguntas diferentes sobre como as propriedades mecânicas separam das sugestões bioquímicas fornecem sinais às pilhas, disse.

Contudo, as versões sintéticas do colagénio tipicamente não montam em fibrilas longas como a proteína natural faz. Aqueles que fazem não são frequentemente estáveis bastante suportar as condições da cultura celular necessários para conduzir a pesquisa relevante.

Kloxin tem trabalhado em uma solução. “Nós apresentamos uma aproximação para travar isso estrutura montada daqueles peptides que colagénio simulado no lugar, fornecendo esperançosamente algumas novas ferramentas com que os povos podem estudar pilhas,” disse Kloxin.