Alteracions vasculars pulmonars induïdes per l’exposició a fum de tabac en un model animal de MPOC

Abstract

Existeixen evidències de que els canvis en la funció de la circulació pulmonar, que tenen lloc en la malaltia pulmonar obstructiva crònica (MPOC), tenen el seu origen a la lesió de la cèl.lula endotelial i estan causats pel consum de tabac. No obstant això, el desenvolupament d'hipertensió pulmonar s'associa a la presència de hipoxèmia en les fases més greus de la malaltia. La nostra hipòtesi és que el fum de tabac és el factor iniciador del procés i que la combinació del fum de tabac i hipòxia té un paper crític en la patogènesi de la hipertensió pulmonar a la MPOC. Tenint en compte aquests antecedents, el present projecte té dos objectius. 1: Desenvolupar un model experimental en cobai de malaltia pulmonar induïda per l'exposició al fum de tabac, dirigit a avaluar els mecanismes patogènics de les alteracions de la circulació pulmonar. 2: Estudiar els efectes de l'exposició a fum de tabac i la hipòxia crònica, com estímuls separats i / o combinats, sobre la pressió arterial pulmonar (PAP) i el remodelat vascular pulmonar en el mateix model animal. Per a això, es realitzaran 2 estudis: Estudi 1) 35 cobais exposats a 7 cigarrets / dia, 5 dies a la setmana per un període de 3 (n = 15) i 6 mesos (n = 20). Un grup control (n = 17) s'exposarà falsament durant el mateix temps i en les mateixes condicions. Les variables a estudiar són: funció endotelial en bany d'òrgans, morfometria de vasos pulmonars i emfisema. Estudi 2) 32 cobais exposats al fum de 5 cigarrets / dia, 5 dies / setmana durant 12 setmanes. Altres 32 cobais seran falsament exposats durant el mateix període de temps. 16 cobais de cada grup seran exposats a més a hipòxia crònica (12% O2) 24h/dia en una càmera normobàrica durant els darrers 15 dies. Les variables a estudiar són: PAP, relació del pes del ventricle dret / pes ventricle esquerre + septe i el grau de remodelat vascular pulmonar.

Basant-nos en la hipòtesi que el fum de tabac és la primera causa de lesió en la circulació pulmonar esperem trobar una menor resposta vasodilatadora a agents vasoactius dependents de la síntesi d'òxid nítric en les artèries pulmonars dels animals exposats a fum de tabac versus els controls. Aquesta disfunció endotelial hauria de ser corroborada amb absència de resposta vasodilatadora de l'artèria en presència de L-NAME (inhibidor de l'enzim convertidor de l'òxid nítric). En concordança amb aquest resultat, l'expressió d'òxid nítric mesurada mitjançant PCR esperem que es vegi disminuïda en els animals exposats a fum de tabac explicant així l'alteració i la implicació del tabac en la via de l'òxid nítric. En els estudis morfològics esperem demostrar un increment del gruix de l'artèria pulmonar en els animals exposats a fum de tabac així com un increment del nombre de vasos α-actina + i amb presència de doble làmina elàstica en els animals exposats a fum de tabac. El marcatge positiu o negatiu per desmina determinarà el fenotip diferenciat o primitiu respectivament de les cèl.lules encarregades del remodelat vascular.

Si el temps d'exposició a fum de tabac és l'adequat esperem trobar presència d'emfisema. D'aquesta manera també determinarem el time-course de la patologia pulmonar causada pel fum de tabac.

El segon estudi es centra en l'efecte sinèrgic que presentaria la combinació de tabac i hipòxia sobre la hemodinàmica pulmonar, el remodelat vascular i la hipertròfia del ventricle dret. També definiria el paper individual del fum de tabac i de la hipòxia sobre la funció endotelial, que esperem sigui deleteri. Si els resultats del primer estudi pel que fa a remodelat vascular són els esperats, en aquest segon estudi s’hauria d’observar un augment de la presència de fibres elàstiques i de la proliferació de cèl.lules musculars en el grup tractat amb hipòxia, en el grup exposat a fum de tabac i en el grup que combina els dos factors.

PULMONARY VASCULAR ALTERATIONS INDUCED BY EXPOSURE TO CIGARETTE SMOKE IN AN ANIMAL MODEL OF COPD

There are evidences that changes in the function of pulmonary circulation, which occur in chronic obstructive pulmonary disease (COPD), have their origins in the injury of endothelial cells and are caused by smoking. However, the development of pulmonary hypertension is associated with hypoxemia in the presence of more severe stages of the disease. Our hypothesis is that cigarette smoke is the key initiator of the process and that the combination of smoke and hypoxia plays a critical role in the pathogenesis of pulmonary hypertension in COPD. Given this background, this project has two objectives. 1: Develop an experimental guinea pig model of pulmonary disease induced by cigarette smoke exposure, addressed to evaluate the pathogenic mechanisms of pulmonary circulation alterations. 2: Study the effects of the exposure to cigarette smoke and chronic hypoxia as separated and / or combined stimuli, on pulmonary arterial pressure (PAP) and pulmonary vascular remodeling in the same animal model. To do this, there two studies will be performed: 1) 35 guinea pigs exposed to 7 cigarettes per day, 5 days a week for a period of 3 (n = 15) and 6 months (n = 20). A control group (n = 17) sham exposed for the same time and under the same conditions. The variables studied are: endothelial function in organ bath, vessel morphometry and pulmonary emphysema. 2) 32 guinea pigs exposed to the smoke of 5 cigarettes / day, 5 days / week for 12 weeks. Another 32 guinea pigs will be sham exposed during the same period of time. 16 guinea pigs from each group will also be exposed to chronic hypoxia (12% O2) in a normobaric chamber 24h/day over the last 15 days. The variables studied are: PAP, the weight ratio of right ventricle / left ventricle + septum weight and degree of pulmonary vascular remodeling.