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Las nanopartículas que se mueven a través de la mucosidad pueden predecir la EPOC grave

  • 2020-01-13


En un experimento de prueba de concepto, los investigadores de la medicina Johns Hopkins dicen que han utilizado con éxito partículas microscópicas hechas por el hombre para predecir la gravedad de la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) de los pacientes midiendo la rapidez con que las partículas se mueven a través de muestras de moco. La técnica, dicen los investigadores, eventualmente podría ayudar a los médicos a ofrecer tratamientos más efectivos antes.

"Si otros estudios verifican nuestros hallazgos, las nanopartículas podrían establecer temprano qué pacientes con EPOC tienen más probabilidades de necesitar intervenciones más intensivas para evitar resultados adversos", dice enid Neptune, MD, profesor asociado de medicina en la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins, quien se asoció con justin hanes, ph.d., y jung soo suk, ph.d., del centro de nanomedicina en el instituto wilmer eye en johns hopkins.

Se publicó un informe sobre la investigación. 1 en el diario respiratorio europeo .

de acuerdo con la organización Mundial de la Salud , 65 millones de personas tienen EPOC moderada a severa, lo que la convierte en la quinta causa principal de muerte en todo el mundo. relacionado con el tabaquismo y la contaminación, copd describe un grupo de procesos incurables, inflamatorios crónicos y dañinos para los pulmones marcados por la tos, la disnea y la producción excesiva de saliva y moco. Actualmente, la mejor herramienta de diagnóstico para la EPOC es la espirometría, que mide qué tan profundamente una persona puede mover el aire a través de sus pulmones después de respirar profundamente.

"La espirometría nos da una buena imagen de la función pulmonar actual de una persona, pero nos dice muy poco acerca de cómo progresará su enfermedad", dice Neptuno, por lo que es tan importante encontrar un biomarcador predictivo.

En busca de uno, el equipo de investigación se centró en el moco, el lubricante viscoso secretado por los tejidos que recubren las vías respiratorias, los intestinos y otros conductos corporales, formando barreras protectoras y, en los pulmones, barriendo las partículas potencialmente dañinas inhaladas con el aire que respiramos. . El moco tiene una estructura similar a una esponja llena de agua, con muchos poros diminutos interconectados.

Hanes y Suk habían diseñado previamente nanopartículas que no se adhieren al moco y descubrieron que estas partículas "muco-inertes" eran capaces de navegar a través del laberinto de poros de moco que cubren las vías respiratorias. "La difusión de partículas muco-inertes en el moco de las vías respiratorias se ve obstaculizada principalmente por la estructura del moco, y por lo tanto, el tamaño del poro del moco se puede estimar en función de la rapidez con que viajan las partículas dentro de las muestras de moco recogidas de los pacientes", dice suk.

"Eso nos sugirió que la estructura de la mucosidad en personas con EPOC podría ser distinta y afectar la forma en que se mueven las partículas extrañas o incluso los patógenos", dice Neptune.

Para probar esto, los investigadores luego recolectaron muestras de moco de 33 pacientes que eran fumadores activos o antiguos: siete de los fumadores no tenían antecedentes de EPOC, 18 tenían EPOC leve a moderada y ocho tenían EPOC grave según lo determinado por la función pulmonar.

Luego, el equipo agregó nanopartículas marcadas con un marcador fluorescente que podría ser rastreado por una cámara ultrasensible en el moco y observó su movimiento, observando la velocidad a la que las nanopartículas se difundían a través de la muestra.

Los investigadores encontraron que en el moco recolectado de pacientes con EPOC, las nanopartículas se movían significativamente más lento en comparación con los pacientes sin EPOC, lo que indica que su moco tenía una estructura más restringida, lo que es más difícil de navegar por las nanopartículas. el efecto fue aún más pronunciado al observar el comportamiento de las nanopartículas en muestras de moco de pacientes con copd grave, lo que indica que el tamaño de poro dentro del moco se reduce a medida que avanza la copd.

"Si esta estructura restringida afecta la capacidad de las células inmunes para comprometer a los patógenos infecciosos en los pulmones, podría servir como un predictor de brotes de copd, un factor de riesgo crítico en la progresión de la copd", dice Neptune.

Los investigadores afirman que si futuros estudios más grandes validan sus hallazgos, la estructura del moco podría proporcionar una nueva visión de cómo progresa la EPOC, así como mejorar la terapia.

otros investigadores involucrados en este estudio incluyen a jane chisholm, siddharth shenoy, julie shadow, victor kim, nirupama putcha, kathryn carson, robert wise y nadia hansel de la facultad de medicina de la universidad johns hopkins.

Los fondos para esta investigación fueron proporcionados por el Instituto Nacional del Corazón, los Pulmones y la Sangre (r01hl127413, r01hl125169) y la fundación de fibrosis quística.

bajo un acuerdo de licencia entre Kala Pharmaceuticals y la Universidad Johns Hopkins, el Dr. hanes tiene derecho a una parte de los derechos de autor recibidos por la universidad en las ventas de productos utilizados en el estudio descrito en este comunicado de prensa. Dr. Hanes es uno de los fundadores y posee acciones de Kala Pharmaceuticals. Este acuerdo ha sido revisado y aprobado por la Universidad Johns Hopkins de acuerdo con sus políticas de conflicto de intereses.

desdewww.sciencedaily.com

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