Noi cercetări efectuate de o echipă de investigații de la Universitatea din Cincinnati (UC) au identificat biomarkeri și potențiale abordări terapeutice care pot deține cheia tratamentului microlitiazei pulmonare alveolare (PAM), o boală pulmonară rară.

alveolară

Publicat online noi. 11, 2015, în Știință Medicina Translațională, cercetarea este condusă de Atsushi Saito, dr., fost coleg postdoctoral la UC, Nikolaos Nikolaidis, dr., asistent senior de cercetare la UC, și Frank McCormack, MD, profesor Taylor și director al Diviziei de pulmonare, îngrijiri critice și medicină a somnului și autor principal al articolului.

„Microlitiaza pulmonară alveolară (PAM) este o boală umană în care se acumulează pietre mici în sacii aerieni alveolari ai plămânului”, explică McCormack. „Baza genetică a bolii a fost raportată în urmă cu aproximativ opt ani de către anchetatorii japonezi și turci, care au descoperit că mutațiile ADN din gena SLC34A2 au dus la pierderea unei pompe celulare cunoscute sub numele de Npt2b care elimină fosfatul din spațiile aeriene.

"Ca rezultat, calciu și fosfat cresc în sacii alveolari, ducând la formarea de microliti care induc inflamații cronice. Cicatrizarea și insuficiența respiratorie apar în general la vârsta mijlocie sau mai târziu", spune McCormack.

Cercetătorii au dezvoltat modelul pentru a explora terapiile umane pentru boală. Echipa a descoperit că animalele cu mutații din SLC34A2 au dezvoltat o formare abundentă de piatră, urmată de leziuni pulmonare și inflamații, care au fost reflectate de creșteri ale anumitor markeri serici cheie, spune McCormack.

Pentru a determina dacă proteinele din ser ar putea fi biomarkeri utili la om, echipa a colectat sânge de la pacienții din Croația, Turcia, Spania, Japonia și Statele Unite prin intermediul consorțiului pentru boli pulmonare rare din Cincinnati, spune McCormack. Consorțiul este susținut de Centrul Național pentru Progresul Științelor Translaționale al Institutului Național de Sănătate (NCATS) prin Rețeaua sa de cercetare clinică a bolilor rare (RDCRN).

„Obiectivul NCATS pentru programul RDCRN este de a avansa cercetarea medicală asupra bolilor rare, oferind sprijin pentru studii clinice și facilitând colaborarea, înscrierea la studii și schimbul de date”, spune Rashmi Gopal-Srivastava, dr., Directorul programului RDCRN, NCATS. Acest lucru permite oamenilor de știință din mai multe discipline de la sute de site-uri clinice din întreaga lume, cum ar fi Rare Disease Lung Consortium, să lucreze împreună cu grupurile de advocacy pentru pacienți pentru a studia mai mult de 200 de boli rare.

Cercetătorii UC au aflat că anumite citokine și proteine ​​tensioactive din ser sunt urmărite cu sarcina calculilor în plămâni, sugerând că acestea pot deveni instrumente utile pentru urmărirea progresiei bolii și a răspunsului la tratament la pacienți, explică McCormack.

O descoperire surprinzătoare a fost că piatra îndepărtată din plămâni s-a dizolvat ușor în EDTA, o moleculă de legare a calciului care este o componentă a multor detergenți și este utilizată ca tratament pentru otrăvirea metalelor grele, spune McCormack.

„Spălarea plămânilor cu o soluție care conține EDTA a redus povara pietrelor din spațiile aeriene”, spune McCormack. Aceasta constatare s-ar putea traduce intr-o terapie pentru oameni daca studiile de toxicitate demonstreaza ca abordarea este sigura.

S-a găsit, de asemenea, o dietă cu conținut scăzut de fosfați pentru a preveni dezvoltarea pietrei în plămâni și chiar pentru a inversa calcificarea pulmonară la animale, explică McCormack. Cu toate acestea, dietele cu restricție de fosfat trebuie testate în studii înainte de a putea fi recomandate, deoarece pot provoca alte probleme medicale, cum ar fi rahitismul, dacă nu sunt administrate corespunzător. Alte strategii pentru restabilirea echilibrului normal de fosfat în plămâni includ inserarea unei gene pentru o pompă de fosfat funcțională înapoi în celulele plămânului folosind vectori virali, spune McCormack.

„Acest studiu demonstrează cum să descoperim cauzele acestor boli pulmonare rare, nu numai că ne poate informa cum funcționează în mod normal plămânul, dar ne poate conduce și la intervenții terapeutice potențiale pentru aceste boli pulmonare rare și adesea letale”, spune dr. James Kiley, Director al Diviziei Boli Pulmonare la NHLBI.

Deși studiile la oameni sunt la câțiva ani, cercetările UC oferă o oarecare speranță pacienților precum Kathleen Falco, în vârstă de 65 de ani, care locuiește în Riverhead, NY. Știe că a suferit unele tulburări pulmonare din 1977, când a fost diagnosticată în mod eronat cu sarcoidoză după ce a căutat tratament pentru o infecție respiratorie. Abia în anul 2000 un medic înțelept a diagnosticat-o cu microlitiază pulmonară alveolară.

„La 27 de ani, am simțit că nu e nimic în neregulă cu mine”, spune Falco. "Pe măsură ce am îmbătrânit, a început să meargă peste 40 de ani. Eram limitat în ceea ce puteam face."

În urmă cu trei ani, simptomele s-au intensificat și ea a dezvoltat dificultăți de respirație și acum necesită un aport continuu de oxigen suplimentar. Mobilitatea ei a fost, de asemenea, restricționată.

„Nu pot face activitățile zilnice de care m-am bucurat odată, cum ar fi mersul pe jos și jocul de golf”, spune Falco. "Am început să slăbesc și acum vreo doi ani mi-am dat seama că nimeni nu mă va ajuta în afară de mine. Am început să fac apeluri telefonice și să caut informații pe internet."

Atunci Falco a contactat Institutul Național de Sănătate (NIH) pentru ajutor, care a invitat-o ​​să vină la institut pentru trei zile de interviuri, teste și examene. Cercetătorul NIH a reușit să conecteze Falco cu McCormack în toamna anului 2014.

„Mi-a spus că se întâmplă ceva și poate că, în decurs de un an sau doi, va avea loc un studiu clinic”, spune Falco, fost asistent administrativ la Universitatea Stony Brook.

Explicarea provocărilor ei cu PAM este atât de dificilă, spune Falco.

"Dacă se încălzește prea mult, nu pot respira. Dacă devine prea rece, nu pot respira", spune Falco. "Aș spune că primăvara și toamna sunt lunile mai bune. Este foarte greu să explic ce nu este în regulă. Nu există grupuri de sprijin cu care să împărtășim acest lucru. Nerespectarea lucrurilor pe care le-am iubit odată creează frustrare și furie uneori. am 65 de ani și mă rog pentru un miracol ".

McCormack spune că cercetarea bolilor rare poate dezvălui informații surprinzătoare asupra biologiei fundamentale a plămânilor.

„Studiile asupra modelului de șoarece PAM au dezvăluit deja un rol potențial al fosfatului în reglarea echilibrului surfactantului în plămâni și au atras interesul oamenilor de știință din fibroza chistică interesați să exploreze posibila interacțiune dintre Npt2b și canalul defect al clorurii în acea boală, ”explică McCormack.