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Impulsionar um processo celular natural podia abaixar dano de pulmão ventilador-relacionado

Uma verdade infeliz sobre o uso da ventilação mecânica salvar as vidas dos pacientes na aflição respiratória é que a pressão usada para inflar os pulmões é provável causar dano de pulmão mais adicional.

Em um estudo novo, os cientistas identificaram uma molécula que fosse produzida por pilhas imunes durante a ventilação mecânica para tentar diminuir a inflamação, mas não podem impedir completamente ferimento ventilador-induzido aos pulmões.

A equipe está trabalhando em explorar que processo natural em busca de uma terapia que poderia abaixar as possibilidades para dano de pulmão nos pacientes nos ventiladores. Entregar níveis elevados da molécula útil com um nanoparticle era eficaz no afastamento fora de dano de pulmão ventilador-relacionado nos ratos na ventilação mecânica.

Nossos dados sugerem que os pulmões saibam que não estão supor para sers desta maneira, e o sistema imunitário feito seu melhor para tentar o fixar, mas infelizmente não é bastante. Como podemos nós explorar esta resposta e tomar que natureza fez e aumentar isso? Isso conduziu aos alvos terapêuticos neste estudo.”

Cuidado do autor do Co-chumbo do Dr. Joshua A. Englert, do estudo, do professor adjunto, os pulmonars, os críticos e medicina do sono, a universidade estadual do ohio, centro médico de Wexner

As construções do trabalho em cima dos resultados do laboratório do co-chumbo são o autor de Samir Ghadiali, professor e cadeira da engenharia biomedicável no estado de Ohio, que por anos estudou como a força física gerada durante a ventilação mecânica activa a sinalização inflamatório e causa ferimento de pulmão.

Os esforços em outros laboratórios para projectar os sistemas de ventilação que poderiam reduzir o dano aos pulmões não filtraram para fora, Ghadiali disse.

“Nós não encontramos maneiras de ventilar pacientes em um ajuste clínico que eliminasse completamente as forças mecânicas prejudiciais,” ele dissemos. “A alternativa é usar uma droga que reduza o ferimento e a inflamação causados por esforços mecânicos.”

A pesquisa é publicada hoje (12 de janeiro de 2021) em comunicações da natureza.

Embora uma terapia para seres humanos é anos afastado, o progresso vem numa altura em que mais pacientes do que nunca antes estão exigindo a ventilação mecânica: Os casos da síndrome de aflição respiratória aguda (ARDS) subiram rapidamente devido à pandemia COVID-19 em curso. ARDS é uma das causas as mais freqüentes da falha que respiratória aquele conduz a pôr pacientes sobre um ventilador.

“Antes de COVID, havia várias centenas mil casos de ARDS nos Estados Unidos todos os anos, a maioria de que ventilação mecânica exigida. Mas no ano passado houve 21 milhão pacientes COVID-19 em risco,” disse Englert, um médico que tratasse pacientes de ICU.

A resposta imune à ventilação e à inflamação que vem com ela pode adicionar ao acúmulo fluido e aos baixos níveis do oxigênio nos pulmões dos pacientes já tão doentes que exigem a manutenção das funções vitais.

A molécula que diminui a inflamação em resposta à ventilação mecânica é chamada microRNA-146a (miR-146a). MicroRNAs é os segmentos pequenos do RNA que inibem funções da proteína-construção dos genes - neste caso, desligando a produção de proteínas que promovem a inflamação.

Os pesquisadores encontraram que as pilhas imunes nos pulmões chamaram os macrófagos alveolares - cujo o trabalho é proteger os pulmões da infecção - activam miR-146a quando são expor para exercer pressão sobre que ventilação mecânica das indicações. Esta acção faz a peça de miR-146a da resposta inata, ou imediata, imune lançada pelo corpo para começar sua luta contra o que está percebendo como uma infecção - a ventilação mecânica.

“Isto significa que um regulador inato do sistema imunitário está activado pelo esforço mecânico. Que me faz o pensar está lá para uma razão,” Ghadiali disse. Essa razão é, disse ele, ajudar calmo a natureza inflamatório da resposta muito imune que está produzindo o microRNA.

A equipa de investigação confirmou o aumento moderado de níveis de miR-146a em macrófagos alveolares em uma série de testes em pilhas dos pulmões fornecedores que foram expor à pressão mecânica e nos ratos nos ventiladores diminutos. Os pulmões dos ratos genetically alterados que faltaram o microRNA foram danificados mais pesadamente pela ventilação do que os pulmões em ratos normais - apontando ao papel protector de miR-146a nos pulmões durante o auxílio de respiração mecânico. Finalmente, os pesquisadores examinaram pilhas do líquido do pulmão de pacientes de ICU nos ventiladores e os níveis encontrados de miR-146a em suas pilhas imunes foram aumentados também.

O problema: A expressão de miR-146a não é em circunstâncias normais altamente bastante parar dano de pulmão da ventilação prolongada.

A terapia pretendida estaria introduzindo uns níveis muito mais altos de miR-146a directamente aos pulmões para defender fora a inflamação que pode conduzir a ferimento. Quando o overexpression de miR-146a foi alertado nas pilhas que foram expor então ao esforço mecânico, a inflamação foa.

Para testado o tratamento nos ratos nos ventiladores, a equipe entregou os nanoparticles que contêm miR-146a directamente aos pulmões do rato - que conduziram a um aumento de 10.000 dobras na molécula que reduziu a inflamação e manteve níveis do oxigênio normais. Nos pulmões dos ratos ventilados que receberam nanoparticles do “placebo”, o aumento em miR-146a era modesto e oferecido pouca protecção.

De aqui, a equipe está testando os efeitos de manipular níveis de miR-146a em outros tipos da pilha - estas funções podem diferir dramàtica, segundo o trabalho de cada tipo da pilha.

“Na minha mente, o passo seguinte está demonstrando como usar esta tecnologia como uma ferramenta da precisão para visar as pilhas que a precisam mais,” Ghadiali disse.

Source:
Journal reference:

Bobba, C.M., et al. (2021) Nanoparticle delivery of microRNA-146a regulates mechanotransduction in lung macrophages and mitigates injury during mechanical ventilation. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-020-20449-w.