Conductor molecular y protector de esta emergencia médica que amenaza la vida – ScienceDaily

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La sepsis, la respuesta del cuerpo a una infección que pone en peligro la vida y que afecta aproximadamente a 1,7 millones de adultos en los Estados Unidos cada año, puede provocar insuficiencia de órganos multisistémicos con una alta tasa de mortalidad.

En las últimas décadas, no se han desarrollado terapias dirigidas contra esta condición. Ahora, sin embargo, un equipo dirigido por científicos biomédicos de la Universidad de California, Riverside, ofrece alguna esperanza para el tratamiento futuro durante el Mes de Concientización sobre la Sepsis.

Los investigadores, dirigidos por Meera Nair y Adam Godzik de la Facultad de Medicina, han identificado biomarcadores moleculares, vías y dinámicas de las células inmunes asociadas con la sepsis que podrían dirigirse terapéuticamente para evitar que la afección conduzca a la muerte. Estos biomarcadores de células sanguíneas: la proteína CD52 en los linfocitos; y la proteína S100A9 involucrada en los procesos inflamatorios: están presentes en todas las células sanguíneas, pero se expresan altamente en personas con sepsis. La forma en que estos biomarcadores cambian el inicio de la sepsis, particularmente dentro de las primeras seis horas, podría determinar si el paciente sobrevive o muere.

«Se encontró que estos biomarcadores cambian de forma única en seis horas en la sangre de pacientes con sepsis y se dirigen a vías celulares específicas en células inmunes específicas», dijo Nair, profesor asociado de ciencias biomédicas, quien codirigió el estudio publicado en Journal of Leukocyte Biology . «Los cambios en la expresión de CD52 se asociaron con buenos resultados, lo que significa promover la activación de células inmunitarias protectoras. S100A9, por otro lado, actuó como un impulsor molecular de la sepsis fatal. Parece que hemos encontrado un impulsor. Molecular y un protector molecular de sepsis «.

Según Nair, el equipo también encontró que las vías moleculares de la sepsis fatal y COVID-19 convergen.

«El COVID grave parece desencadenar vías moleculares idénticas a la sepsis», dijo. «Un análisis más detallado de estas vías puede ayudarnos a diagnosticar y tratar ambas enfermedades».

En particular, el equipo de investigación también encontró que en las personas con sepsis, las plaquetas sanguíneas (tipos de células involucradas en el flujo sanguíneo normal y la coagulación) perdieron su función, como lo hacen en los pacientes con COVID. Los investigadores argumentan que si se pudiera restaurar la función plaquetaria dirigiéndose a los principales reguladores de este proceso, se podría promover la supervivencia tanto en la sepsis como en la COVID.

Nair explicó que cuando un paciente es diagnosticado con sepsis y es admitido en la UCI, los médicos utilizan sistemas de puntuación clínica, como las puntuaciones APACHE-2 y SOFA, para ayudar a predecir la gravedad de la enfermedad y la probabilidad de mortalidad.

«Los médicos aún no pueden predecir si el paciente sobrevivirá o morirá y qué tratamiento específico dar para mejorar sus posibilidades de supervivencia», dijo. «Desafortunadamente, no hay forma de clasificar a los pacientes en cuanto a si se beneficiarían de un tratamiento sobre otro. Queríamos abordar esto encontrando biomarcadores moleculares que sean mejores predictores de la supervivencia o muerte de un paciente. Parece que hemos encontrado candidatos». .

El estudio, realizado en colaboración con médicos del Sistema de Salud de la Universidad de Riverside, o RUHS, involucró muestras de sangre de cinco pacientes con sepsis. El Dr. Walter Klein, coautor del artículo y neumólogo de RUHS, señaló que los sistemas de puntuación clínica no proporcionan objetivos terapéuticos específicos para los pacientes.

«Clínicamente, el tratamiento de la sepsis se centra en gran medida en el reconocimiento temprano, antibióticos sistémicos tempranos / control de la fuente de infección y apoyo de los sistemas de órganos defectuosos», dijo. «Lo que falta en el ámbito clínico son terapias específicas que reviertan la respuesta inmune desregulada del paciente a la infección. La importancia de la investigación científica básica como esta es esperar encontrar algún día tratamientos individualizados donde podamos revertir rápidamente la falla multiorgánica del paciente. y prevenir la mortalidad «.

A diferencia de otros estudios que analizaron muestras de sangre de pacientes con sepsis en el momento cero, cuando los pacientes fueron diagnosticados por primera vez con la enfermedad, el equipo de investigación analizó muestras de sangre de pacientes con sepsis en el momento cero y seis horas después, dos momentos diferentes con resultados diferentes en septicemia.

«Tenemos instantáneas en dos fases de tiempo que nos muestran cómo están evolucionando los biomarcadores», dijeron Godzik, Bruce D. y Nancy B. Varner Presidential Endowed Chair in Cancer Research en la UCR y profesora de ciencias biomédicas, quienes codirigieron el estudio. “Podemos mejorar esta evolución en la dirección correcta, hacia la supervivencia. Si el paciente va en la dirección equivocada, hacia la fatalidad, podemos intervenir para cambiar la trayectoria de la enfermedad. Con este trabajo hemos ido más allá de la instantánea estática y hemos pasado a un proceso más dinámico «.

Las muestras de sangre obtenidas por RUHS se procesaron en un secuenciador unicelular en la UCR, lo que permitió a los investigadores comprender el comportamiento de cada célula en lugar de un promedio de todas las células.

«Encontramos que muchos tipos de células se comportan de manera diferente en la sepsis», dijo Xinru Qiu, coautor del artículo y estudiante de posgrado en el laboratorio de Godzik. «Con la secuenciación de una sola celda, podríamos rastrear por separado la trayectoria de diferentes tipos de celdas. Resolver una sola celda es como tener una vista a nivel de calle de un área en lugar de una vista satelital de la misma, y ​​comprender lo que aporta cada celda fue fundamental para ayudarnos encuentre nuestros resultados «.

Según Godzik, cuando las noticias informan que alguien ha muerto por complicaciones de una infección, generalmente significa que la persona ha muerto de sepsis.

«El treinta por ciento de todas las muertes en los hospitales son causadas por sepsis», dijo. «La sepsis es una necesidad insatisfecha sin tratamiento. Nuestro trabajo ofrece un camino para el tratamiento porque hemos extendido la visión de las moléculas individuales a los procesos en las células. Después de todo, son las vías moleculares involucradas las que pueden alterarse. A menudo, la gente piensa que si un gen es un biomarcador de una enfermedad, un medicamento debe atacarlo. Bueno, no necesariamente. Si el parachoques, la placa o el marcador de su automóvil se destruye en un accidente automovilístico, es posible que deba reparar los frenos … – el camino «.

Nair señaló que el estudio solo fue posible a través de un enfoque multidisciplinario.

«Como inmunólogo, colaboré con Adam, que es un biólogo computacional, y con los médicos de RUHS», dijo. «Es solo a través de este trabajo colaborativo que podemos comenzar a desentrañar la complejidad de la sepsis fatal, ofreciendo información sobre nuevos tratamientos que podrían cambiar la trayectoria de los pacientes con sepsis que podrían enfrentar un desenlace fatal».

A continuación, los investigadores planean centrarse en las similitudes entre la sepsis y el COVID-19 y ya han comenzado una investigación financiada por el Centro de Investigación de Disparidades en la Salud de la UCR.

«Estamos haciendo un análisis molecular de los efectos a largo plazo del COVID-19 sobre la homeostasis inmunológica», dijo Nair. «Nos gustaría ver si los hallazgos de nuestra investigación sobre la sepsis también podrían aplicarse al COVID-19».

A Nair, Godzik, Qiu y Klein se unieron en la investigación Jiang Li, el co-primer autor del artículo de investigación, y Lukasz Jaroszewski de la UCR; y dr. Jeff Bonenfant y Aarti Mittal en RUHS.

La investigación fue apoyada por la Facultad de Medicina de la UCR, una beca de innovación del Decano de la Facultad de Medicina en Bonenfant y los Institutos Nacionales de Salud. Bonenfant completó su residencia médica en la Facultad de Medicina de la UCR en 2018.

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