Il lavaggio broncoalveolare esosomi in lesioni polmonari settici Lipopolysaccharide indotta

ALI e ARDS sono le forme pericolose di insufficienza respiratoria con ipossiemia severa causata da edema polmonare non cardiogeno che colpisce circa 1 milione di persone nel mondo ogni anno¹. L’eziologia di ARDS include ferita diretta ai polmoni da infezioni o aspirazione e una varietà di insulti indiretti. Nell’ultimo decennio c’è stata una maggiore comprensione della patogenesi molecolare di ARDS, tuttavia, trattamenti specifici mirati per ARDS sono ancora essere sviluppato^2,3.

Sono stati sviluppati diversi modelli animali di danno polmonare acuto che forniscono un ponte per la traduzione di terapie sperimentali per studi umani^4,5. I modelli comunemente usati includono installazione locale di acido oleico, batteri, LPS e bleomicina. Altri approcci includono ischemia-riperfusione, puntura cecal legatura, lesione elasticizzato indotta da ventilazione meccanica, l’iperossia o somministrazione sistemica di batteri e LPS⁵. Questi modelli forniscono un sistema biologico utile per testare le ipotesi cliniche e per lo sviluppo di potenziali terapie. Per simulare umano ARDS, modelli animali dovrebbero riprodurre l’infiammazione e lesione acuta alle cellule epiteliali ed endoteliali con difetti nella funzione di barriera nei polmoni.

Gli esosomi sono vescicole di membrana con 20-200 nanometro di diametro, il cui contenuto molecolare contiene proteine, DNA, RNA e lipidi, e facilitano la comunicazione intercellulare nel microambiente del tessuto tramite trasferimento composizione molecolare. Gli esosomi sono secreti da più tipi di cellule, quali cellule endoteliali, cellule epiteliali, cellule muscolari lisce e cellule del tumore e presenti nel fluido del corpo umano. Studi indicano che gli esosomi regolano cross-talk tra le cellule immunitarie e le cellule stromali durante malattie infiammatorie, infettive e sterile, e loro rilascio anormale sembra essere regolata da vari stimoli naturali e sperimentali durante fisiologico e processi patologici⁶. Tale rete di comunicazione può svolgere un ruolo importante nella patogenesi di malattie polmonari e può influenzare la progressione fisiopatologico^7,8. Come 18-22 nucleotidi RNA non codificanti, Mirna esiste nel siero sia dei tessuti e fluidi corporei, al plasma e modula l’espressione di mRNA a livello post-traduzionale^9,10.

Mirna confezionati in esosomi influenzano la differenziazione e la funzione di più tipi di cellule, e livelli eccessivi sono associati con una varietà di malattie, compreso il cancro, malattie polmonari, obesità, diabete e malattia cardiovascolare^{11, 12,13,14,15,16}. Entrata in cellule del destinatario e la spola di Mirna exosomal facilitare comunicazioni intercellulari modificando l’emostasi del microambiente^17,18. Ferita di polmone acuta è un processo complesso, che prevedono più tipi di cellule con vasta comunicazione intercellulare attraverso esosomi⁸. miR-155 e miR-146a condividere il comune meccanismo di regolazione trascrizionale e contribuire alla risposta infiammatoria e la tolleranza immunitaria^19,20. Gli studi recenti indicano che entrambi modulano la risposta infiammatoria via exosomal Mirna spola tra cellule immunitarie²¹. Tuttavia, i meccanismi molecolari sottostanti effetti modulatory di Mirna exosomal alveolare risposta all’endotossina rimangono poco chiari, senza dubbio la potenziale rilevanza clinica e traslazionale implicazione merito ulteriore indagine.

Modelli di co-coltura sono impiegati per definire l’interazione dei tipi cellulari specifici nell’ambiente complesso, quali l’infiammazione e cancro^22,23. Queste piattaforme forniscono una strategia alternativa per interrogare i cross-talk tra tipi cellulari in particolare per le cellule immuni e strutturali.

Endotracheale, amministrazione aerosolizzato, intraperitoneale o sistemica di LPS sono ampiamente usati per indurre sperimentale del polmone lesioni^24,25,26e hanno dimostrato di indurre permeabilità epiteliale ed endoteliale difetti. Qui usiamo LPS intraperitoneale per indurre un modello settico della ferita acuta del polmone in topi. Entro 24 h dalla somministrazione intraperitoneale di LPS, difetti di permeabilità sono indotte nei polmoni con il reclutamento di cellule infiammatorie. Inoltre, mostriamo che esosomi da BAL contengono miRNA-155 e miR-146a, ed esosomi da liquido di BAL inducono l’espressione di citochine pro-infiammatorie in cellule epiteliali destinatario, compreso IL-6 e TNF-α. Questi dati sono il primo a mostrare che i miRNA exosomal vengono secreti nel BAL in questo modello di danno polmonare acuto settico.