EPOC y vías respiratorias

EFECTO DE LOS LÍQUIDOS DEL CIGARRILLO ELECTRÓNICO (PROPILENGLICOL, DIETILENGLICOL Y NICOTINA) SOBRE CULTIVOS CELULARES HUMANOS: CÉLULAS EPITELIALES PULMONARES, Y CÉLULAS ENDOTELIALES.

Investigador Principal
Jaime Signes-Costa

Otros investigadores
María Jesús Sanz
Cruz González
Emilio Servera
Inmaculada Fontana

Resumen
Los efectos de los derivados del cigarrillo electrónico (CE) sobre los cultivos celulares humano no son del todo conocidos, los estudios realizados arrojan resultados contradictorios. Nuestro proyecto consiste en el estudio de los efectos de algunos derivados del CE, propilenglicol, dietilenglicol, y nicotina, sobre cultivos celulares humanos. En concreto se analizará la toxicidad y lo mecanismos inflamatorios que desencadenan; sobre células pulmonares humanas, las líneas celulares BEAS-2B y A459; y sobre cultivos celulares de células endoteliales a partir de vena del cordón umbilical (HUVEC).

Los cultivos celulares humanos, pulmonares y endoteliales, se expondrán a diferentes concentraciones de propilénglicol, dietilenglicol, en presencia o ausencia de nicotina al 16%.

La toxicidad sobre los cultivos celulares se analizará mediante un método colorimérico (MTT) y la viabilidad celular, estudio de la apoptosis y necrosis celular, se determinará mediante citometría de flujo, con el empleo de yoduro de propidio y anexina V. Los mediadores inflamatorios se obtendrán de los sobrenadantes de las células expuestas a los distintos compuestos, y se determinarán las concentraciones de citocinas y quimiocinas mediante ELISA.

EFECTO DEL CIGARRILLO ELECTRÓNICO (PROPILENGLICOL, DIETILENGLICOL Y NICOTINA) SOBRE LA FUNCION PULMONAR Y LA INFLAMACION SISTEMICA: ESTUDIOS DE TOXICIDAD Y ACTIVACION LEUCOCITARIA EN DIFERENTES SUBPOBLACIONES DE CELULAS CIRCULANTES INMUNITARIAS. MEDIDA DE CITOCINAS Y QUIMIOCINAS PLASMATICAS.

Investigador Principal
Cruz González Villaescusa

Otros investigadores
María Jesús Sanz
Jaime Signes-Costa
Emilio Servera
Inmaculada Fontana

Resumen
Los efectos de los derivados del cigarrillo electrónico (CE) sobre la inflamación sistémica no son del todo conocidos, existen pocos estudios y los más recientes muestran cambios sobre la producción de citocinas proinflamatorias, la infección por virus respiratorios humanos y las moléculas de defensa. En cuanto a los efectos sobre la función pulmonar disponemos sólo de datos a corto plazo tras exposición aguda mostrando alteraciones similares a las que produce el tabaco convencional con aumento de las resistencias pulmonares y disminución de la concentración de la fracción exhalada de óxido nítrico.

Nuestro proyecto consiste por una parte, en el estudio de los efectos de algunos derivados del CE, propilenglicol, dietilenglicol, y nicotina, sobre células circulantes inmunitarias, en concreto se analizará la toxicidad y la activación leucocitaria en plaquetas, neutrófilos, monocitos y linfocitos circulantes así como la medida de citocinas y quimiocinas plasmáticas.

Las células obtenidas de sangre periférica se expondrán a diferentes concentraciones de propilénglicol, dietilenglicol, en presencia o ausencia de nicotina al 16%.

La activación de las plaquetas circulantes, así como, la apoptosis y necrosis en neutrófilos, monocitos y linfocitos circulantes se determinará por citometría de flujo, para su detección se emplearán anticuerpos marcados con fluorocromos.

Los mediadores inflamatorios se obtendrán de los sobrenadantes de las células expuestas a los distintos compuestos, y se determinarán las concentraciones de citocinas y quimiocinas mediante ELISA.

Para valorar los efectos sobre la función pulmonar, se realizará al inicio del estudio una espirometría con test broncodiatador, determinación de disfusión de monóxido de carbono, pletismografía corporal, medida de la impedancia efectiva inspiratoria y medida de la fracción exhalada de óxido nítrico, la valoración funcional se repetirá a los 3 y a los 6 meses del inicio del estudio.

MODULACIÓN FARMACOLÓGICA DE LA SEÑALIZACIÓN INFLAMACIÓN- REMODELADO POR INHIBIDORES ISOFORMA-SELECTIVOS DE PDE4 Y COMPARADORES EN MODELOS HUMANOS IN VITRO RELEVANTES EN EPOC

Investigador Principal
Esteban Jesús Morcillo Sánchez

Otros Investigadores
Jaime Signes-Costa

Resumen
La enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) aumenta su morbimortalidad y será en 2030 según la OMS la 3a causa mundial de mortalidad imponiendo además una carga significativa para el sistema de salud.

Se necesita más investigación básica sobre los mecanismos de inflamación-remodelado en EPOC ya que ninguno de los tratamientos farmacológicos actuales detiene la progresión inexorable de la enfermedad. Los inhibidores de fosfodiesterasa-4 (PDE4) representan una nueva categoría de anti-inflamatorios con el roflumilast como el primero de su grupo aprobado para el tratamiento de la EPOC.

Objetivo:

Análisis farmacológico de los efectos producidos por inhibidores selectivos de isoformas PDE4 comparado con esteroides sobre las vías de señalización inflamatoria en modelos experimentales humanos in vitro relevantes para EPOC.

Fármacos:

i) Inhibidores selectivos de isoformas PDE4 vs. 2ageneración roflumilast, en uso clínico;

ii) esteroides (dexametasona, budesonida). Fármacos de referencia por interés heurístico (antioxidantes, N-acetil-L-cisteína) y clínico (agonistas-β2 de larga duración). Concentración a utilizar en rango niveles plasmáticos. Uso de siRNA para cancelar PDE4 isoformas permitirá contrastar resultados de inhibidores selectivos.

Modelos experimentales:

1) Interacciones leucocito/endotelio. Cámara de flujo. Videomicroscopía. Activación cellular por exposición a humo de tabaco. Determinación de ICAM1, VCAM-1, E-selectin, NOX2, NOX4, NOX5, IL-8, GM-CSF, MCP-1, PDE4 isoformas, ERK1/2 y p38 en células endoteliales pulmonares humanas y expresión de CD11b/CD18 y anión superóxido en neutrófilos y monocitos procedentes de no-fumadores sanos, fumadores sin EPOC, y pacientes de EPOC moderada-grave.

2) Células epiteliales bronquiales humanas. Activación con LPS y medida de citocinas/quimiocinas (IL-8, GM-CSF, IL-1β, IFNγ, CCL5, CXCL10, CXCL11) y de genes antiinflamatorios esteroide-inducidos (GILZ, RGS2, MKP-1, CD200, CRISPLD2), PDE4 subtipos (PDE4A a D), PI3Kδ, MUC5AC, deubiquitinasa CYLD, y P-p65 y PKA-Cβ1 evocados por sobre-regulación PDE4B. Medida del elemento de respuesta a glucocorticoide (GRE) y expression de receptores de esteroides (GRα y GRβ) en células BEAS2B TNFα- activadas.

3) Transición de epitelio a mesénquima inducida por TGF-β, estudiada como patrón de remodelado en EPOC con medida de marcadores epiteliales (E-cadherina, ZO-1, CK18) y mesenquimales (colágeno 1, α-actina, vimentina), PDE4 isoformas, NOX1, NOX2, NOX4 y β-catenina, GTP-RAC1, p-AKT, p-ERK1/2, y p-SMAD3.

En experimentos adicionales se estudiará el efecto in vivo de inhibidores PDE4B selectivos sobre ratones C57BL6J WT y KO para PDE4B y PDE4D.

Ética:

Se obtendrá la aprobación del Comité de Ética Institucional. El número de experimentos optimizará el uso de muestras humanas.

Innovación y transferencia de conocimiento:

Nuestro laboratorio ha contribuido de forma significativa a la prueba de concepto y dossier preclínico del roflumilast, el primer fármaco inhibidor PDE4 autorizado para el tratamiento de la EPOC grave con exacerbaciones frecuentes. (EMEA, 2010; FDA, 2011).

Conclusiones:

Los resultados de este proyecto contribuirán a entender mejor el efecto anti- inflamatorio y anti-remodelado de los inhibidores selectivos de isoformas PDE4 vs. roflumilast, y las bases de su combinación con LABA y esteroides inhalados en el tratamiento farmacológico de la EPOC.

EFECTO DE LA CPAP DURANTE EL EJERCICIO EN PACIENTES CON EPOC GRAVE Y MUY GRAVE

Investigador Principal
Pilar Bañuls

Introducción
La disnea es uno de los síntomas principales en la EPOC, de origen multifactorial y asociado a un peor pronostico en cuanto limita la actividad física. Un punto clave en la aparición de disnea es la hiperinsuflación dinámica. La aplicación de presión positiva continua en la vía aérea durante el ejercicio puede contribuir a su control y por lo tanto a la mejoría de la tolerancia al ejercicio.

Objetivo
Valorar el efecto de la aplicación de CPAP durante el ejercicio sobre la disnea y la dureza de esfuerzo percibida.

Método
Estudio prospectivo aleatorizado en el que se compararan 2 grupos de pacientes con EPOC grave o muy grave sometidos a un test de ejercicio con carga constante 20w durante 6 minutos, uno de los grupos recibe tratamiento con CPAP durante la prueba.

Importancia
La mejoría de la disnea durante el ejercicio, que permite una mayor actividad física lleva asociados mejores resultados en estos enfermos. Existen bases fisiopatológicas y resultados parciales que permiten suponer la utilidad de la CPAP en este aspecto. La tecnología actual permitiría su uso domiciliario y se abriría la puerta a nuevas estrategias de tratamiento.

Proyecto Becado por la Fundación Valenciana de Neumología.