Las células que recubren los vasos sanguíneos en los pulmones que están expuestos a toxinas bacterianas no mueren fácilmente, según un nuevo estudio dirigido por investigadores de la Universidad de Illinois en la Facultad de Medicina de Chicago.
Cuando estas células de los vasos sanguíneos entran en contacto con toxinas bacterianas llamadas lipopolisacáridos, se produce una forma explosiva de muerte celular conocida como piroptosis. La piroptosis es iniciada por una enzima llamada caspasa-11 en ratones y caspasas 4 y 5 en humanos. Sin estasenzimas, la piroptosis no puede ocurrir, lo que hace que estas caspasas sean objetivos atractivos para los medicamentos que pueden prevenir el daño tisular causado por infecciones.
"Hay muchas maneras en que una célula puede morir", dijo el Dr. Jalees Rehman, profesor asociado de medicina y farmacología en la Facultad de Medicina de la UIC y coautor del artículo publicado en el Revista de Investigación Clínica . "En la piroptosis, las células salen con una explosión".
La piroptosis solo se ha documentado en unos pocos tipos de células, especialmente en las células inmunes llamadas macrófagos. En la piroptosis, un desencadenante externo activa las caspasas dentro de la célula, que a su vez activan moléculas proinflamatorias llamadas citocinas. A medida que la membrana celular se descompone, las citocinas salen de la célula y envían señales a las células inmunes cercanas para que se congreguen en el área para neutralizar los gérmenes y evitar daños mayores. La palabra 'piroptosis' se deriva de la palabra griega para fuego.
La piroptosis probablemente evolucionó como una señal de alarma útil para amplificar la respuesta inflamatoria mediante la liberación de citocinas potentes en el contexto de una infección. Mientras que el estallido de citocinas ayuda a indicar a las células inmunes cercanas que se necesita una respuesta fuerte, en algunas infecciones graves se liberan citocinaspor piroptosis puede causar una lesión excesiva del tejido
Durante una infección grave, las bacterias que liberan lipopolisacáridos pueden ingresar al torrente sanguíneo. Estas infecciones son especialmente peligrosas si entran en los vasos sanguíneos de los pulmones. Cuando un gran número de células que recubren los vasos sanguíneos en los pulmones entran en contacto con la bacteriatoxinas, los vasos sanguíneos se vuelven permeables y permiten que el líquido ingrese a los pulmones. Esta complicación grave de las infecciones del torrente sanguíneo se denomina lesión pulmonar aguda. El intercambio de gases en los pulmones se ve gravemente comprometido durante la lesión pulmonar aguda, lo cual es una de las razones de las altas tasas de mortalidad depacientes afectados.
"Nuestro trabajo muestra que la piroptosis de las células endoteliales que recubren los vasos sanguíneos puede ser una de las razones por las que las infecciones bacterianas pueden causar una lesión pulmonar tan grave en algunos pacientes", dijo Asrar Malik, profesor distinguido de la familia Schweppe y jefe de farmacología enUIC College of Medicine y coautor principal del artículo.
Aproximadamente 200,000 personas en los EE. UU. Experimentan una lesión pulmonar aguda cada año, y hasta 30 a 40 por ciento de todos los casos pueden ser fatales. El tratamiento estándar actual es la atención de apoyo, como la ventilación artificial.
Los investigadores observaron que los ratones inyectados con lipopolisacáridos o bacterias que liberan lipopolisacáridos tenían tasas de mortalidad muy altas, excepto los ratones donde el gen de la caspasa 11 se había eliminado en las células endoteliales de los vasos sanguíneos. Estos ratones tenían tasas de supervivencia mucho más altas y menos líquido en sulivianos.
"Caspase-11 es claramente necesaria para la activación de la piroptosis en las células endoteliales de los ratones", dijo Rehman. "Los medicamentos que bloquean esta vía o las caspasas humanas correspondientes 4 y 5 podrían ayudar a prevenir o reducir la extensión de la lesión pulmonar."
Kwong Tai Cheng, Shiqin Xiong, Zhiming Ye, Zhigang Hong, Anke Di, Kit Man Tsang, Xiaopei Gao, Shejuan An, Manish Mittal y Stephen Vogel, de UIC, y Edward Miao de la Universidad de Carolina del Norte, Chapel Hill,son coautores del artículo.
Esta investigación fue apoyada por los Institutos Nacionales de Salud subvenciones R01-HL45638, P01-HL60678, P01-HL077806, T32-HL007829, R01-HL118068, R01-HL90152, R01-AI097518, R01-AI119073 y el Premio Yang Biomedical Scholars.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Illinois en Chicago . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :