Investigación de la UC examina el recambio de células pulmonares en la neumonía por influenza

La influenza es una amenaza recurrente para la salud mundial que, según la Organización Mundial de la Salud, es responsable de hasta 500 000 muertes cada año, la mayoría debido a neumonía por influenza o neumonía viral. La infección por influenza generalmente produce manifestaciones pulmonares limitadas a tos seca y fiebre, y comprender cómo ocurre la transición a la neumonía podría arrojar luz sobre las intervenciones que reducen la mortalidad. La investigación dirigida por científicos de la Universidad de Cincinnati (UC) adopta un enfoque diferente para investigar cómo se propaga la influenza a través de los pulmones al enfocarse en cuán resistentes o susceptibles son las células que recubren las vías respiratorias a la infección viral.

El trabajo publicado hoy en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) muestra cómo los estímulos que inducen la división celular en el pulmón promueven la propagación de la influenza desde las vías respiratorias hasta las unidades de intercambio de gases del pulmón, conocidas como alvéolos. El estudio de la UC también demuestra que las intervenciones que evitan que las células alveolares se dividan reducen la mortalidad por influenza en modelos animales, lo que sugiere una posible estrategia profiláctica y/o terapéutica para la neumonía por influenza.

“Casi todas las investigaciones sobre la susceptibilidad o la resistencia a la influenza se enfocan en las respuestas inmunitarias del huésped”, dice Nikolaos Nikolaidis, PhD, científico investigador de la División de Medicina Pulmonar, de Cuidados Críticos y del Sueño en el Departamento de Medicina Interna de la Facultad de Medicina de la UC y líder autor en el papel. “Nuestro enfoque fue examinar los factores que influyen en la vulnerabilidad de las células alveolares a la infección por influenza, independientemente de cómo el sistema inmunitario se enfrenta al virus”.

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“Menos del 1 por ciento de las células alveolares se dividen activamente en un momento dado en el pulmón sano, lo que lo hace naturalmente resistente a la infección por influenza”, dice Frank McCormack, MD, Profesor de Medicina Interna Gordon y Helen Hughes Taylor y director de la División de Pulmonary, Critical Care and Sleep Medicine y autor principal del artículo. “La recuperación de una lesión pulmonar debido a la oxigenoterapia suplementaria, el humo del cigarrillo o las enfermedades pulmonares cicatriciales se asocia con la expresión de factores de crecimiento que dan como resultado la multiplicación de las células pulmonares. Nuestro trabajo demostró que estas células estimuladas mitogénicamente son objetivos ricos para la infección por influenza mientras se están dividiendo”.

Los investigadores encontraron que cuando sirolimus, que está aprobado por la FDA para su uso como agente contra el crecimiento de la rara enfermedad pulmonar, linfangioleiomiomatosis (LAM), se administró a modelos animales infectados con influenza, impidió que las células alveolares se dividieran y, como resultado, protegió a los ratones de la neumonía viral y la muerte.

“Aunque el sirolimus también tiene propiedades inmunosupresoras fuera del objetivo que podrían presentar riesgos adicionales de efectos secundarios en pacientes infectados por el virus, los ensayos de sirolimus inhalado podrían conducir a enfoques que no impliquen una exposición sistémica”, dice McCormack.

El laboratorio McCormack expresó su optimismo de que esta observación tiene el potencial de informar en última instancia sobre la comprensión de otros factores de riesgo inexplicables de la influenza, incluidos la edad muy temprana y el embarazo, y tal vez incluso para cambiar el manejo médico, como un uso más juicioso de oxígeno suplementario en pacientes ingresados ​​con sospecha de neumonía viral. Además, el equipo tiene la esperanza de que la investigación pueda conducir a un cambio de paradigma en el enfoque de la terapia.

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Nikolaidis dice que el próximo paso en esta investigación es explorar más a fondo por qué la célula epitelial alveolar en multiplicación es un mejor objetivo para la influenza. “¿Es porque el virus ingresa más fácilmente a la célula en división, porque los estímulos multiplicadores expanden el conjunto de maquinaria celular utilizada por el virus para replicarse, o porque la proliferación está asociada con una reducción de las defensas celulares innatas? Estamos ansiosos por explorar estos y otros posibles mecanismos de susceptibilidad viral”, agrega.

Otros investigadores de la UC que ayudan a Nikolaidis y McCormack incluyen: Jason Gardner, PhD; Yasuaki Uehara, MD, PhD; Huixing Wu; Atsushi Saito, MD, PhD; Kara Lewnard; Huan Liu y Lori Pitstick.

Los investigadores no afiliados a la UC incluyen a John (Greg) Noel de los Hospitales Shriners para Niños, y Mitchell White y Kevan Hartshorn, MD, del Boston Medical Center.

La investigación fue financiada por el Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas (P01AI083222), el Centro de Genética Ambiental (P30-ES006096), el Instituto Nacional del Corazón, los Pulmones y la Sangre (HL069031) y la Fundación CareSpring.

McCormack se ha desempeñado como consultor de LAM Therapeutics.

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