Una nueva investigación sobre la enfermedad de células falciformes SCD ha encontrado que el uso de antibióticos para agotar el microbioma del cuerpo puede prevenir la crisis aguda de células falciformes y podría ofrecer la primera estrategia efectiva para prevenir las complicaciones a largo plazo de la enfermedad, como la insuficiencia orgánica.El estudio, realizado por científicos del Colegio de Medicina Albert Einstein y el Sistema de Salud Montefiore, también podría conducir a un mejor tratamiento para otros trastornos inflamatorios de los vasos sanguíneos, incluido el shock séptico. Naturaleza .
SCD afecta a aproximadamente 100,000 estadounidenses y ocurre en aproximadamente 1 de cada 500 nacimientos negros o afroamericanos. La enfermedad afecta a millones de personas en todo el mundo, particularmente aquellos con antepasados del África subsahariana y regiones de habla hispana en el hemisferio occidental América del Sur, el Caribe y América Central.
Las personas con la enfermedad tienen una mutación genética heredada que conduce a hemoglobina anormal, la proteína de glóbulos rojos que transporta oxígeno a los tejidos del cuerpo. Los glóbulos rojos con hemoglobina anormal adquieren forma de hoz y se vuelven menos flexibles. Los glóbulos rojos falciformes tiendenpara obstruir los vasos pequeños, lo que impide el flujo sanguíneo y evita que el oxígeno llegue a los tejidos. Esto puede provocar ataques repentinos de dolor severo llamado crisis de células falciformes o crisis vasooclusiva, que a menudo requieren hospitalización.
Durante muchos años, el suministro de oxígeno deficiente debido a SCD puede dañar los órganos, incluidos el bazo, el hígado y los riñones. En promedio, los estadounidenses con la enfermedad pueden esperar vivir hasta los 40 años.
El estudio de Einstein fue dirigido por Paul Frenette, MD, profesor de medicina y de biología celular y presidente y director del Instituto Gottesman de Einstein para la Investigación de Células Madre y Medicina Regenerativa. El Dr. Frenette informó en 2002 que los bloqueos de los vasos sanguíneos del SCD ocurren cuando falciforme rojoLas células se unen a los glóbulos blancos llamados neutrófilos que se han adherido a las paredes de los vasos. Los neutrófilos son el tipo más común de glóbulos blancos en la sangre y protegen contra los microbios que causan enfermedades.
"Este trabajo anterior indicó que no todos los neutrófilos son iguales", dijo el Dr. Frenette. "Algunos parecen ser inertes, mientras que otros parecen demasiado activos para promover la inflamación, lo cual es útil para atacar a los microbios pero hace que los neutrófilos capturen la hoz rojacélulas dentro de los vasos. Por lo tanto, en el estudio actual, investigamos si la edad de los neutrófilos podría estar influyendo si se vuelven activos y proinflamatorios ".
Ciertas proteínas de la superficie revelan si los neutrófilos están descansando o se han vuelto activos; las diferentes proteínas de la superficie celular indican si los neutrófilos son jóvenes o viejos. Después de transfundir sangre completa en ratones y luego analizar los neutrófilos jóvenes cosechados 10 minutos después de la transfusión y los neutrófilos envejecidoscosechado seis horas después de la transfusión, el Dr. Frenette y sus colegas descubrieron que los neutrófilos se volvieron más activos a medida que envejecen en la circulación, lo que sugiere que reciben algún tipo de señales externas que les indican que envejezcan.
Los investigadores llevaron a cabo experimentos que rastrearon estas señales de "envejecimiento" hasta el microbioma del cuerpo. Descubrieron que el microbioma produce químicos que cruzan la barrera intestinal y entran al torrente sanguíneo, donde generan el subconjunto de neutrófilos envejecidos y demasiado activos que contribuyen aSCD. "Dado que la microbiota del cuerpo parece" educar "a los neutrófilos para que envejezcan", dijo el Dr. Frenette, "nos dimos cuenta de que purgar esos microbios mediante el uso de antibióticos podría ayudar contra la SCD".
Para averiguarlo, el equipo del Dr. Frenette realizó estudios en un modelo de ratón de SCD. Descubrieron que los ratones SCD poseían cinco veces más neutrófilos envejecidos que los ratones de control sanos. Cuando los investigadores agotaron la microbiota de ratones SCD usando antibióticos,observó una reducción notable en los neutrófilos pero no en otros glóbulos blancos, como monocitos, células T y células B. Además, administrar antibióticos a los ratones SCD pareció prevenir la crisis de células falciformes: las interacciones entre los neutrófilos y los glóbulos rojos se redujeron notablemente en SCD empobrecido en microbiotaratones, lo que resulta en un mejor flujo sanguíneo local y una mejor supervivencia de estos ratones.
"Lo que fue más sorprendente y emocionante para nosotros fue el efecto de los antibióticos sobre el daño tisular crónico", dijo el Dr. Frenette. "Encontramos que el agrandamiento del bazo de los ratones SCD se redujo significativamente en los animales con microbiota reducida y el análisis del hígadoreveló importantes reducciones en el daño hepático, incluida la inflamación, cicatrización y muerte de los tejidos. Esta es la primera vez que se descubre que algo tiene un impacto en el daño a los órganos que puede ser tan devastador en el SCD ".
Luego, los investigadores estudiaron el shock séptico, otro trastorno sanguíneo grave en el que los neutrófilos proinflamatorios activados desempeñan un papel. La sepsis afecta a más de un millón de estadounidenses cada año y mata a la mitad de ellos. Para inducir el shock séptico, controlar yLos ratones empobrecidos en microbiota recibieron una dosis de una toxina bacteriana que normalmente sería letal. Los ratones de control exhibieron los agregados de neutrófilos y la agrupación de ADN de neutrófilos que contribuye a la muerte por shock séptico; pero los ratones empobrecidos en microbiota estaban en gran parte libres de complicaciones de neutrófilos ysobrevivió.
"Sorprendentemente", dijo el Dr. Frenette, "podríamos evitar que los ratones empobrecidos en microbiota sobrevivan al shock séptico si les infundimos neutrófilos viejos, pero no si infundimos la misma cantidad de neutrófilos jóvenes. Por lo tanto, agotar la microbiota puede ayudar contra la inflamaciónenfermedades de la sangre además de SCD ".
Finalmente, los investigadores investigaron si sus hallazgos en ratones podrían ser relevantes para las personas con SCD. Con la ayuda del Programa de enfermedad de células falciformes del Hospital de Niños de Montefiore CHAM, obtuvieron muestras de sangre de nueve niños sanos y de 34 pacientes.con SCD: 11 pacientes estaban tomando penicilina diariamente para evitar infecciones, como se recomienda para niños con SCD de cinco años o menos; los otros 23 pacientes con SCD habían estado sin penicilina durante al menos dos meses.
De acuerdo con los hallazgos en ratones SCD, los niños con SCD que no tomaron penicilina tenían muchos más neutrófilos en edad circulante en comparación con los niños sanos que sirvieron como controles. Luego, los investigadores compararon los niveles de neutrófilos en dos grupos de niños con SCD: aquellos que tomaron penicilina yaquellos que no tomaron el medicamento, y encontraron una cantidad mucho menor de neutrófilos envejecidos en la sangre de aquellos que tomaban penicilina.
"La penicilina diaria para pacientes con MSC menores de cinco años funciona realmente bien en la prevención de infecciones", dijo el Dr. Frenette. "Nuestro estudio sugiere que la penicilina y otros antibióticos podrían desempeñar un papel aún más amplio en el beneficio potencial de los pacientes mayores. En colaboración con DeepaManwani, MD, que dirige el Programa de enfermedad de células falciformes de CHAM, esperamos llevar a cabo un ensayo clínico para determinar si los antibióticos pueden ayudar a los pacientes con SCD al prevenir la crisis de células falciformes y el daño a los órganos a largo plazo asociado con la enfermedad ".
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Materiales proporcionado por Facultad de Medicina Albert Einstein de la Universidad Yeshiva . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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