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El profesor de la ingeniería de UD recibe la concesión de NIH para acelerar el estudio de la fibrosis del pulmón

La universidad de profesor abril Kloxin de Delaware se ha concedido a los institutos nacionales de New Innovator Award del fondo común de NIH de alto riesgo, el programa de la salud (NIH) de director de investigación de la Alto-Recompensa, que soporta ofertas de investigación altamente innovadoras.

Con esta recompensa de cinco años de la concesión, Kloxin apunta desarrollar los materiales y las herramientas de la siguiente-generación para acelerar la investigación en fibrosis pulmonar idiopática -; una enfermedad incurable, fatal que deja a la gente con la respiración de la dificultad y el pulmón progresivo que marca con una cicatriz.

Problema insuperable de la fibrosis del pulmón

Kloxin, el profesor centenario del revelado de carrera de la ingeniería química y biomolecular y el profesor adjunto de la ciencia material y de la ingeniería, es uno de 60 investigadores de enfrente del país que recibió a New Innovator Award de los 2019 de NIH directores. Esta recompensa soporta la investigación inusualmente innovadora de los investigadores tempranos de la carrera que están en el plazo de 10 años de su grado final o residencia clínica y todavía no han recibido una concesión del proyecto de investigación o la concesión equivalente de NIH.

“Acabo de ser honrado para ser considerado -; para ser seleccionado real era una gran sorpresa,” dijo a Kloxin.

Trabajos de grupo de la investigación de Kloxin en el interfaz entre la ingeniería, los materiales y la biología y los objetivos para activar campos múltiples adelante en el diseño y el uso de nuevas herramientas moleculares. Kloxin utilizará su experiencia para destapar discernimientos sobre el problema insuperable de la fibrosis pulmonar idiopática, que afecta más de 3 millones de personas de global. Cerca de dos tercios de pacientes con esta enfermedad mueren en el plazo de cinco años de diagnosis, y mientras que los tratamientos farmacéuticos existentes para la fibrosis del pulmón pueden retrasar la enfermedad, no hay vulcanización. A pesar de sus efectos devastadores, las causas de la fibrosis pulmonar idiopática son todavía indeterminadas.

Una de las cosas que motiva el trabajo es que hay comprensión limitada sobre las causas subyacentes de la fibrosis idiopática del pulmón, esta acción curativa de la herida esencialmente incontrolada que apenas continúe propagar y acumular el tejido de la cicatriz en los pulmones. Allí está entendiendo realmente poco en seres humanos sobre porqué suceso eso y cómo pararla.

Profesor abril Kloxin, universidad de Delaware

La fibrosis pulmonar idiopática es notorio difícil de estudiar, que es una razón que no está bien entendido. Los sistemas modelo existentes, tales como modelos animales, no capturan las complejidades de la enfermedad humana. Si existieron mejores sistemas para estudiar esta enfermedad, los médicos especialistas podrían desarrollar estrategias más efectivas de la prevención y los tratamientos salvavidas para los pacientes.

Kloxin proyecta utilizar los materiales sintetizados para diseñar un sistema modelo avanzado para la fibrosis pulmonar idiopática, una que imite el tejido pulmonar humano más de cerca que modelos existentes. Esto permitirá que ella y otros investigadores espiguen nuevos discernimientos sobre cómo la fibrosis del pulmón se convierte y final, cómo puede ser que sea prevenida y trataa.

Específicamente, Kloxin está desarrollando un modelo dinámico, tridimensional de la co-cultura de la fibrosis pulmonar idiopática. Usando los materiales sintetizados, ella imitará la matriz extracelular que rodea las células. Entonces, Kloxin estudiará cómo los cambios en las células circundantes del microambiente tales como células de los fibroblastos, epiteliales e inflamatorias -; importantísimo al inicio y a la progresión de la fibrosis -; afecta a su tendencia hacia las reacciones que ascienden fibrosis. La información cerco será comparada a los modelos preclínicos y a los datos humanos.

Para destapar qué induce a la fibrosis, objetivos de Kloxin que desarrolle los sistemas del reportero que revelan qué, en un nivel genético, hace una célula individual mover de un tirón en un estado curativo de la herida y cómo ese proceso pudo ser invertido. Ella también proyecta destapar nuevos discernimientos moleculares sobre diferencias del sexo en la fibrosis pulmonar idiopática, que golpea a más varones que hembras.

Los resultados de esta investigación podían tener implicaciones para la prevención y el tratamiento no sólo de la fibrosis pulmonar idiopática, pero también otras enfermedades fibróticas.

“Los cinco años próximos serán realmente una nueva frontera entera para nosotros,” dijo a Kloxin.

Kloxin ha estado pensando en maneras de dirigir los retos asociados a estudiar enfermedad pulmonar desde sus días como socio postdoctoral en la universidad de Colorado, Boulder a partir de 2009 a 2011. Allí, ella estudió cómo las células en el pulmón que son responsables de la regeneración son afectadas por los ambientes que los rodean. Ella encontró que los efectos eran más complejos que ella se imaginaba nunca.

Casi una década más adelante, Kloxin es todavía curioso sobre la herida que cura en pulmones -; y determinado contestar a algunas de las preguntas que han sido preocupación su y otras.

“Cuando vine aquí comenzar mi propio laboratorio en UD, comencé a pensar: Cuál otros aspectos del pulmón no están bien entendidos?” ella dijo. “Comencé a cavar hacia adentro a la fibrosis del pulmón, y pensé que podría haber una oportunidad de utilizar algunas de las herramientas que teníamos y desplegarlas más lejos para que el intentar entienda no la regeneración del pulmón o el revelado del pulmón, que son parte de lo que intentaba tener herramientas para en Colorado, pero ahora de pensar en enfermedad pulmonar en lugar de otro.”

Para Kloxin, estos problemas desafiadores están motivando altamente.

“Me atraen a la complejidad de sistemas biológicos y como hacer las cosas que ayudan a resolver problemas complejos,” dijo a Kloxin. “Como ingenieros, nos ponemos de pie para tener una perspectiva única en estos sistemas complejos y después para poder generar las herramientas para ayudar a reducir abajo de algo de esa complejidad y a ofrecer discernimientos.”

El estudiante doctoral Samantha Cassel de la ingeniería química ayudará a Kloxin con este proyecto. Kloxin también trabajará con varios colaboradores en otras universidades y centros médicos así como dentro de la universidad de Delaware. Dentro de UD, Kloxin proyecta colaborar con dos otros ingenieros que estudien el tejido pulmonar y la enfermedad: Cathy Fromen, profesor adjunto de la ingeniería química y biomolecular, y Jason Gleghorn, profesor adjunto de la ingeniería biomédica. Kloxin también trabajará con Wilfred Chen, profesor de Gore de la ingeniería química, que se especializa en la entrega de la DNA dirigida a las células.

“Una de las cosas que amo sobre ser en UD es que es un ambiente tan colegial y colaborativo y que podemos trabajar juntos para resolver problemas grandes,” dijo a Kloxin.

Una historia de la excelencia en biomateriales

Kloxin ha logrado renombre internacional en el campo de biomateriales. A principios de este año, el comité de redacción redaccional de la ciencia de los biomateriales la seleccionó, un gorrón publicado por la sociedad real de la química, para el lectorazgo de la ciencia de 2019 biomateriales, un lectorazgo anual que honra a un investigador de la temprano-carrera para su contribución importante al campo de los biomateriales.

Kloxin presentó su conferencia en una sesión especial del trigésimo Congreso Anual de la sociedad europea para los biomateriales, llevada a cabo de sept. el 9-13 de 2019, en Dresden, Alemania.

“Era una oportunidad única compartir nuestro trabajo con una nueva audiencia,” ella dijo. Kloxin describió su trabajo previo usando los péptidos -; series cortas de aminoácidos -; para desarrollar las estructuras del multiscale dentro de los materiales sintetizados, permitiendo que los materiales mejoren al imitador ésos encontrados en tejidos humanos.

La proteína más frecuente de la carrocería, colágeno, forma los filamentos largos, finos llamados las fibrillas, que afectan a la acción recíproca entre las células. Esas fibrillas montan en cuerda-como las fibras que hacen los tejidos en su piel, músculos, corazón, y mucho otra parte fuerte y flexible.

Los materiales sintetizados que montan como el colágeno podrían ser altamente útiles a los investigadores médicos que estudian enfermedades de tejidos humanos innumerables. Para uno, los tejidos sintetizados podrían atenuar el problema de la variabilidad de la mezcla-a-mezcla que puede bloquear a muchos investigadores que utilicen las muestras del colágeno cosechadas de tejido.

“Hay mucha gente que trabaja con el colágeno cosechado de los tejidos que están haciendo cosas realmente frescas con él y serían excitados para tener opciones que llevarían a menos variabilidad de la mezcla-a-mezcla,” dijeron a Kloxin. Esto permitiría que estos investigadores hicieran diversas preguntas acerca de cómo las propiedades mecánicas a parte de señales de entrada bioquímicas ofrecen señales a las células, ella dijo.

Sin embargo, las versiones sintetizadas del colágeno no montan típicamente en las fibrillas largas como lo hace la proteína natural. Los que lo hacen no son a menudo bastante estables soportar el cultivo celular condicionan necesario para conducto la investigación relevante.

Kloxin ha estado trabajando en una solución. “Presentamos una aproximación para poner el seguro eso estructura montada de esos péptidos que colágeno mimético en el lugar, esperanzadamente ofreciendo algunas nuevas herramientas con las cuales la gente puede estudiar las células,” dijo a Kloxin.