Proteómica para la identificación de cambios inducidos por hiperoxia en la expresión de proteínas

El oxígeno es necesario para sostener la vida humana y se utiliza para la producción de energía por oxidación en las mitocondrias. La aplicación de oxígeno no solo aumenta la saturación en la sangre del paciente, sino que también tiene varios efectos secundarios. Por lo tanto, se usa para tratar enfermedades que afectan la capacidad del cuerpo para absorber y usar oxígeno. Pero incluso las personas sanas pueden sufrir hipoxia cuando ascienden a gran altura. Aquí, el mal de altura puede provocar complicaciones potencialmente fatales, como edema cerebral por altura o edema pulmonar por altura. Dado que la hipoxia puede tener consecuencias desastrosas, la hiperoxia a menudo se tolera en muchas situaciones antes y durante el hospital.

Mientras que los efectos de la hipoxia están bien estudiados, especialmente las publicaciones en la última década han llevado a una nueva perspectiva sobre la aplicación de oxígeno. Además de los cambios fisiopatológicos como la vasoconstricción periférica o la reducción de la contractilidad, parecen ser de gran importancia especialmente los cambios a nivel celular. Aquí, el estrés oxidativo y el cambio de la síntesis de proteínas en varios órganos son el foco de los estudios actuales.

El análisis diferencial de la expresión de proteínas en los tejidos (proteómica) es un enfoque importante para una mejor comprensión de los efectos negativos de la hiperoxia. Especialmente para pacientes con alta demanda de oxígeno a largo plazo, el conocimiento de los cambios celulares durante la hiperoxia puede resultar en nuevos enfoques terapéuticos y una reducción en la tasa de complicaciones.

En el presente estudio de biología molecular, se recolectarán muestras de orina y sangre de voluntarios sanos en momentos específicos después de una exposición breve al oxígeno. Estas muestras serán analizadas después del estudio mediante el análisis diferencial de expresión de proteínas. El objetivo de este estudio es investigar los efectos del oxígeno en las funciones celulares mediante el análisis y posterior procesamiento bioinformático de proteínas diferencialmente reguladas en la sangre y la orina.

Después de verificar los criterios de inclusión y exclusión, se recopilan los datos biométricos de las personas de prueba.

Antes de la hiperoxia a corto plazo se realizará una recogida de muestras de sangre y orina. Aquí los participantes se toman 5 ml de sangre venosa de la vena cefálica en condiciones estériles. Para la obtención de la muestra de orina se utiliza orina espontánea de los participantes. Las muestras se centrifugan inmediatamente y se congelan instantáneamente a -80 °C. Para excluir el deterioro del pulmón antes de la hiperoxia a corto plazo, se realiza una prueba de función pulmonar utilizando un espirómetro manual.

Para inducir la hiperoxia, los sujetos inhalan oxígeno al 100 % durante 3 horas a través de una máscara facial.

Tras la realización de la hiperoxia de corta duración se procede a la fase de seguimiento. En esta fase se obtendrán muestras de sangre y orina de los sujetos directamente después de la hiperoxia (T0), día 1 (T1), día 3 (T3), día 7 (T7), día 14 (T14), día 21 (T21 ) y el día 28 (T28) después de la exposición al oxígeno. Todas las muestras se centrifugarán inmediatamente después de la recolección y se congelarán rápidamente a -80 °C. Para descartar alteraciones pulmonares inducidas por hiperoxia, se realiza una espirometría durante el seguimiento.

Después de recolectar las muestras de todos los sujetos, el análisis de las muestras se llevará a cabo utilizando Proteómica.