Effetti dell'instillazione di endotossina segmentale bronchiale negli esseri umani

La definizione dei meccanismi che limitano il danno tissutale durante l'infiammazione acuta può fornire la base per prevenire la disfunzione d'organo secondaria durante le infezioni gravi. Intendiamo utilizzare il modello di provocazione polmonare dell'endotossina umana per studiare i meccanismi associati all'inizio e alla risoluzione dell'infiammazione polmonare.

L'endotossina (LPS), un componente della membrana esterna dei batteri Gram-negativi, è un importante fattore microbico che media l'infiammazione associata a infezioni gravi. Per oltre cinquant'anni, l'endotossina è stata somministrata all'uomo come agente stimolante per comprendere i meccanismi di base dell'infiammazione, per fornire una prova di principio per interventi farmacologici (ad esempio anti-citochine, corticosteroidi) o come adiuvante per l'immunoterapia di tumori maligni.

In precedenza abbiamo sviluppato un modello umano per studiare l'inizio e la risoluzione dell'infiammazione in un segmento polmonare dopo l'instillazione bronchiale di endotossina. La risposta infiammatoria era limitata al segmento sfidato e aveva risposte sistemiche associate minime. Dopo l'instillazione diretta in un segmento polmonare, l'endotossina provoca una risposta infiammatoria caratterizzata dalla produzione locale di mediatori dell'infiammazione, proteine ​​e aumento della cellularità. Le specie cellulari predominanti trovate nel lavaggio broncoalveolare (BAL) del segmento sfidato cambiano da un afflusso di neutrofili a 2-6 ore a un afflusso di monociti e linfociti a 24 e 48 ore dopo la sfida dell'endotossina. A 6 ore, l'attività pro-infiammatoria del BAL (cioè la bioattività del fattore di necrosi tumorale e l'induzione della molecola di adesione intercellulare-1 sulle cellule reporter) è presente e assente a 24 e 48 ore dopo l'endotossina. Inoltre, nel polmone sono presenti sottoinsiemi unici di linfociti durante questa risposta infiammatoria.

Abbiamo recentemente dimostrato che i microRNA non cellulari (miRNA) sono presenti nel BAL archiviato dalle normali vie aeree di volontari sani e sono espressi in modo differenziato 6 ore dopo l'infiammazione polmonare acuta indotta da endotossina. I miRNA sono RNA non codificanti a filamento singolo che mediano la regolazione post-trascrizionale dell'espressione genica. Alcune specie di miRNA extracellulari possono modulare i processi cellulari locali e distanti. i miRNA possono attivare i recettori Toll-like (TLR) e sono stati descritti come biomarcatori del sangue di diversi stati patologici. Tuttavia, il ruolo specifico dei miRNA extracellulari o secreti nel polmone è poco definito. Il nostro piano di ricerca è progettato per studiare i ruoli del miRNA nell'infiammazione polmonare acuta studiando i cambiamenti nelle firme del miRNA trovati nel BAL e nelle cellule polmonari di volontari sani al basale e a 6, 24 o 48 ore dopo la sfida polmonare segmentale dell'endotossina. Un pannello di marcatori di superficie cellulare di citometria a flusso verrà eseguito su cellule del sangue e BAL e il miRNA intracellulare e secreto sarà isolato da specie cellulari specifiche (ad esempio, neutrofili, monociti, macrofagi e linfociti). Ipotizziamo che il miRNA avrà un ruolo nel modulare l'inizio e la risoluzione dell'infiammazione.