Cómo pueden dañarse los pulmones de los bebés prematuros

Los Bebés Prematuros Que Necesitan Ventilación Para Apoyar Su Respiración A Menudo Sufren De Una Condición Conocida Como Displasia Broncopulmonar. Investigadores Del Helmholtz Zentrum München, Socio Del Centro Alemán De Investigación Pulmonar (DZL), Han Descubierto Ahora Un Mecanismo Molecular Que Juega Un Papel Clave En El Desarrollo De La Enfermedad. El Estudio Ha Sido Publicado En ‘EMBO Molecular Medicine’.

El sistema modelo muestra una producción reducida de PDGF-Rα en caso de ventilación mecánica. Los miofibroblastos positivos para PDGF-Rα se muestran en rojo, los núcleos en azul. Fuente: Helmholtz Zentrum München

Los pulmones son uno de los últimos órganos en madurar por completo en el cuerpo de un bebé. Los niños que nacen muy prematuramente no tienen los pulmones completamente desarrollados y, por lo tanto, son más susceptibles a las complicaciones asociadas. La más común de ellas es una enfermedad pulmonar crónica conocida como displasia broncopulmonar (DBP), que ocurre principalmente cuando los recién nacidos (inmaduros) requieren ventilación mecánica o suplementos de oxígeno.* La enfermedad se caracteriza por la falta de alvéolos completamente desarrollados y vasos sanguíneos pequeños. que los apoyen. Esto conduce a un aumento en la demanda de oxígeno y dificulta la respiración, efectos que pueden medirse clínicamente.

“Hasta la fecha, ha habido muy poca comprensión de qué causa exactamente la BPD”, dice el Dr. Prajakta Oak, científico del Centro Integral de Neumología y el Instituto de Biología y Enfermedades Pulmonares (ILBD) en el Helmholtz Zentrum München. “Junto al daño causado por la ventilación mecánica y la toxicidad del oxígeno**, se considera que los procesos inflamatorios característicos y la inmadurez funcional y estructural de los pulmones son la base de la enfermedad”, explica el autor principal del estudio actual.

El punto de partida de la investigación fue un estudio de asociación genética en el que participaron un total de 1.061 neonatos, 492 de los cuales habían sido diagnosticados de TLP. Reveló que ciertas mutaciones en el gen para PDGFR-α (receptor alfa del factor de crecimiento derivado de plaquetas) aumentaron significativamente el riesgo de desarrollar la enfermedad. Eso es lógico, ya que las células del tejido pulmonar que producen PDGFR-α están involucradas en la formación de los alvéolos y en el desarrollo de la estructura pulmonar. Los científicos también pudieron confirmar estas anomalías genéticas en células aisladas de los pulmones de los niños afectados y vincularlas con una menor producción de esta molécula y las respectivas consecuencias funcionales.

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“En un sistema modelo que solo se ha establecido en unos pocos lugares en todo el mundo, pudimos demostrar que la producción reducida de PDGFR-α combinada con la ventilación mecánica conducía a los síntomas típicos de la displasia broncopulmonar”, explica la líder del equipo de investigación, la Dra. Anne Hilgendorff. del ILBD. “Estos incluyeron una menor densidad de los vasos sanguíneos y una tabicación defectuosa en el pulmón, así como una mayor tasa de apoptosis”. Los investigadores asociaron estos hallazgos con una menor producción de VEGF-A (factor de crecimiento endotelial vascular A), un importante factor de crecimiento vascular. Sin embargo, los investigadores lograron disminuir los síntomas en el modelo experimental de la enfermedad aumentando artificialmente la transmisión de señales a través de PDGFR-α.

En otros experimentos, los investigadores también demostraron que la molécula de señalización TGF-ß (factor de crecimiento transformante beta) desempeña un papel en el desarrollo de la displasia broncopulmonar al disminuir la producción de PDGFR-α. Los científicos suponen que la sustancia mensajera TGF-ß se libera con especial frecuencia debido a la lesión pulmonar provocada durante la ventilación mecánica.

“Por primera vez, mostramos en un modelo experimental y en células de pacientes prematuros que existe un vínculo entre la DBP y la disminución de la producción de un factor de crecimiento clave, a saber, PDGFR-α”, dice el Dr. Hilgendorff, poniendo los resultados en contexto. La DBP puede estar determinada genéticamente, pero también puede ser causada o empeorada por los efectos del proceso inflamatorio. “A continuación, nos gustaría examinar aún más de cerca si podemos dirigir las intervenciones a esta vía de señalización y, por lo tanto, abrir el camino a posibles terapias”.

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Más información

* Aunque la ventilación mecánica a menudo es vital, puede dañar los pulmones y causar inflamación, lo que da como resultado la displasia broncopulmonar (BPD) de la enfermedad pulmonar crónica, que también se conoce como enfermedad pulmonar crónica neonatal (nCLD). Los síntomas de esta enfermedad pueden persistir hasta la edad adulta, lo que aumenta el riesgo de una reducción anterior de la capacidad pulmonar o el desarrollo de enfermedades pulmonares crónicas en etapas posteriores de la vida, como la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC). Fuente: Fundación Europea del Pulmón: Parto prematuro y los pulmones (PDF).

** Respirar oxígeno molecular a presiones parciales aumentadas puede tener efectos nocivos, lo que se conoce como toxicidad por oxígeno.

Antecedentes:
la coautora Isabella Thiel es miembro de la Escuela de Investigación de CPC “Biología y Enfermedades Pulmonares” y participante en la Escuela de Graduados de Salud Ambiental de Helmholtz (HELENA).

Publicación original:

Oak, P. et al. (2017): La señalización atenuada de PDGF provoca defectos alveolares y microvasculares en la enfermedad pulmonar crónica neonatal. Medicina Molecular EMBO, DOI: 10.15252/emmm.201607308

Como Centro Alemán de Investigación para la Salud Ambiental,  Helmholtz Zentrum München  persigue el objetivo de desarrollar enfoques médicos personalizados para la prevención y el tratamiento de las principales enfermedades comunes, como la diabetes mellitus y las enfermedades pulmonares. Para lograrlo, investiga la interacción de la genética, los factores ambientales y el estilo de vida. El Helmholtz Zentrum München tiene alrededor de 2300 empleados y tiene su sede en Neuherberg, al norte de Múnich. Helmholtz Zentrum München es miembro de la Asociación Helmholtz, una comunidad de 18 centros de investigación científico-técnica y médico-biológica con un total de alrededor de 37.000 miembros del personal. 
El  Centro Integral de Neumología  (CPC) es un proyecto de investigación conjunto del Helmholtz Zentrum München, el Complejo Clínico Ludwig-Maximilians-Universität y Asklepios Fachkliniken München-Gauting. El objetivo del CPC es realizar investigaciones sobre enfermedades pulmonares crónicas para desarrollar nuevas estrategias de diagnóstico y terapia. El CPC mantiene un enfoque en la neumología experimental con la investigación de los mecanismos celulares, moleculares e inmunológicos involucrados en las enfermedades pulmonares. El CPC es un sitio del Deutsches Zentrum für Lungenforschung (DZL).
El  Centro Alemán de Investigación Pulmonar  (DZL) reúne la experiencia alemana en el campo de la investigación en neumología y la neumología clínica. La sede de la asociación está en Giessen. El objetivo del DZL es encontrar respuestas a las preguntas abiertas en la investigación de las enfermedades pulmonares mediante la adopción de un enfoque innovador e integrado y, por tanto, contribuir de forma significativa a mejorar la prevención, el diagnóstico y el tratamiento individualizado de las enfermedades pulmonares y garantizar una atención óptima de los pacientes.

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