El exceso de neuropéptidos interrumpe la función pulmonar en la enfermedad infantil y las señales de COVID-19
CGRP desencadenan una cascada molecular que reduce la expresión de proteínas de unión estrecha, lo que debilita el sello entre las células endoteliales. Crédito: Universidad de California – San Diego
COVID-19 ha puesto de relieve los sistemas pulmonar y nervioso, pero aún queda mucho por aprender sobre cómo interactúan. Investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de California en San Diego exploraron recientemente esta relación en el contexto de una enfermedad pulmonar infantil, pero sus hallazgos también pueden aplicarse a los síntomas de COVID-19.
En un estudio publicado el 17 de marzo de 2022 en la revista Developmental Cell, los científicos muestran que la secreción excesiva de neuropéptidos por parte de las células neuroendocrinas en los pulmones puede provocar la acumulación de líquido y una oxigenación deficiente; el bloqueo de los neuropéptidos puede ser un tratamiento eficaz.
La hiperplasia de células neuroendocrinas de la infancia (NEHI, por sus siglas en inglés) es una enfermedad pulmonar que afecta a los bebés en los que el tamaño y la estructura de los pulmones parecen normales pero los niveles de oxígeno en la sangre son constantemente bajos. No hay un tratamiento específico para la enfermedad disponible para NEHI, y la mayoría de los niños requieren oxígeno suplementario durante muchos años.
La característica definitoria de NEHI es un aumento en el número de células neuroendocrinas pulmonares (PNEC), un tipo de célula pulmonar con muchas propiedades neuronales. Estas células sirven como puerta de enlace entre el sistema nervioso y el pulmón, captando señales sobre el ambiente del aire y dirigiendo al pulmón para que responda. Pero hasta ahora, los médicos no sabían cómo estas células contribuyen a la enfermedad, o si simplemente proliferan en respuesta.
En el nuevo estudio, un equipo dirigido por el autor principal Xin Sun, Ph.D., profesor de pediatría en la Facultad de Medicina y la División de Ciencias Biológicas de UC San Diego, confirmó que un aumento en el desarrollo de las PNEC es lo que impulsa a NEHI, y reveló cómo estas células similares a neuronas pueden alterar la función pulmonar.
Usando el primer modelo de ratón modificado genéticamente de NEHI, el equipo de Sun descubrió que la sobreabundancia de PNEC conduce a una secreción excesiva de sus productos neuropeptídicos. Esto incluye el péptido relacionado con el gen de la calcitonina (CGRP), un potente vasodilatador.
En pulmones sanos, el oxígeno y el dióxido de carbono se mueven entre el epitelio pulmonar y el endotelio de los vasos sanguíneos en un proceso conocido como intercambio de gases. En NEHI, el aumento de las señales de CGRP desencadena una secuencia molecular que debilita el sello entre las células endoteliales, lo que hace que los vasos sanguíneos sean más permeables. Esto permite que el líquido se escape de los vasos sanguíneos hacia el pulmón, cubriendo las células bajo una capa de líquido. Luego, los gases tienen que pasar a través de esta capa de líquido adicional, lo que interrumpe el proceso de intercambio de gases y reduce la oxigenación de la sangre.
«Nos sorprendió descubrir que los neuropéptidos pueden desempeñar un papel tan importante en el intercambio de gases», dijo Sun. . «Los investigadores están empezando a apreciar la relación entre el sistema nervioso y los pulmones, pero cuanto más la entendemos, más podemos modularla para tratar la enfermedad».
El primer autor, Jinhao Xu, Ph. D. estudiante de la División de Ciencias Biológicas de UC San Diego, demostró que el bloqueo de las señales CGRP con antagonistas de los receptores podría proteger la barrera endotelial y mejorar la oxigenación en ratones NEHI. Estos hallazgos sugieren que los neuropéptidos pueden ser un objetivo terapéutico prometedor para afecciones caracterizadas por un exceso de líquido pulmonar.
Una de esas afecciones es el síndrome de dificultad respiratoria aguda (SDRA), una afección pulmonar con múltiples causas, incluido el SARS-CoV- 2 infección. En pacientes con SDRA asociado con COVID-19, el exceso de líquido es la principal causa de muerte.
A través de colaboraciones con otros profesores de la Facultad de Medicina de UC San Diego, los investigadores pudieron obtener muestras de tejido pulmonar de pacientes con COVID-19. 19 pacientes. Descubrieron que las muestras también tenían una mayor proporción de PNEC secretoras de CGRP, lo que sugiere que el mismo mecanismo puede contribuir al exceso de líquido en los pulmones de COVID-19.
Sun señala que varios CGRP y antagonistas de los receptores de CGRP ya han ha sido aprobado por la Administración de Drogas y Alimentos de los EE. UU. para el tratamiento de las migrañas, por lo que los ensayos clínicos futuros podrían evaluar su potencial para mejorar la función pulmonar.
«Este estudio fue un esfuerzo comunitario entre muchos investigadores y médicos en UC San Diego», dijo Sol. «A través de estas colaboraciones, pudimos llevar nuestro trabajo de la cabecera al banco. Nuestros próximos pasos son ayudar a cerrar este ciclo y llevar nuestros hallazgos a los pacientes».
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La interrupción en la reparación de las células pulmonares puede ser la base del SDRA en la COVID-19 y otras enfermedades Más información: Jinhao Xu et al, El exceso de neuropéptidos en la señal pulmonar a través de las células endoteliales para alterar el gas intercambio, Célula de desarrollo (2022). DOI: 10.1016/j.devcel.2022.02.023 Información de la revista: Developmental Cell
Proporcionado por la Universidad de California – San Diego Cita: El exceso de neuropéptidos interrumpe la función pulmonar en infant disease and COVID-19 (2022, 18 de marzo) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-03-excess-neuropeptides-disrupt-lung-function.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.