Una colaboración argentino-alemana para estudiar hipoxia e inflamación

En 2007 el equipo dirigido por Eduardo Arzt, investigador superior del CONICET y Director del Instituto en Biomedicina de Buenos Aires (IBioBA, CONICET – Instituto Partner de la Sociedad Max Planck) descubrió y caracterizó a la proteína RSUME, que con el tiempo demostró ser un componente importante en los mecanismos que se disparan frente a cuadros de inflamación o cuando hay falta de oxígeno.

Ahora, Werner Seeger, Director del Departamento para el Desarrollo y Remodelación Pulmonar en el Instituto Max Planck para Investigaciones en Corazón y Pulmón en Bad Nauheim/Giessen, Alemania, estableció el Laboratorio Huésped – Grupo Max Planck de investigación de Corazón y Pulmón (MP-HL Lab) – en colaboración en el IBioBA.

Allí, los investigadores Mareike Gierhardt y Balachandar Selvakumar estudian el papel que desempeña RSUME en la hipertensión pulmonar (HP) y la lesión pulmonar aguda / Síndrome de Distrés Respiratorio Agudo (SDRA), respectivamente.

Si no se pueden identificar y tratar las enfermedades subyacentes, la HP no puede curarse y, con el tiempo, lleva a una falla cardíaca y a la muerte. El SDRA daña significativamente los tejidos del pulmón y, como en la actualidad no hay un tratamiento contra esta condición, entre el 26 y el 58 por ciento de los pacientes muere.

Durante cinco años Gierhardt estudiará en el Laboratorio Huésped Max Planck del IBioBA como las bajas concentraciones de oxígeno (hipoxia) – que ocurren por ejemplo cuando una persona se encuentra en altura – conducen a la hipertensión pulmonar, mientras que Selvakumar investigará cómo las infecciones (especialmente virales) dañan los tejidos del pulmón, y qué tratamiento se puede aplicar.

Para esto, se instalaron equipos especiales en el laboratorio, como un clasificador de células de alta gama y un laboratorio de fisiología y biología molecular de última generación, que incluye la ecocardiografía y cateterismo cardíaco.

¿Qué es la hipertensión pulmonar (HP)?

El cuerpo tiene dos circulaciones. La sistémica, que lleva sangre oxigenada desde el ventrículo izquierdo del corazón al cuerpo para abastecer a los órganos y tejidos. Y la pulmonar, que transporta la sangre desoxigenada desde el ventrículo derecho a través de los pulmones, donde se vuelve a oxigenar e ingresa a la circulación sistémica. “Muchas personas sufren de hipertensión sistémica, que es una enfermedad común y tratable, pero la hipertensión arterial pulmonar es rara, no tiene tratamiento y es mortal”, dice Gierhardt.

Se sabe que diferentes condiciones inducen la hipertensión pulmonar, como por ejemplo la exposición a grandes alturas, donde hay baja presión de oxígeno (hipoxia). Diferentes trabajos demostraron que factores como la hipoxia y la inflamación llevan a cambios en los vasos sanguíneos, como por ejemplo al aumento del grosor de las paredes, rigidez, y disminución del diámetro interno de los vasos.

“En estos casos el corazón tiene que bombear el mismo volumen de sangre a través de estos vasos, que están más rígidos. Esto genera una mayor presión en la circulación pulmonar – una condición que se conoce como hipertensión pulmonar – que el corazón tiene que vencer para que la sangre fluya. El músculo del ventrículo derecho se engrosa hasta que finalmente desaparecen los mecanismos compensatorios. En la mayoría de los casos los pacientes mueren porque el corazón ‘derecho’ no puede bombear más contra esta presión y falla”, dice la investigadora.

Tras años de investigación existen ahora tratamientos disponibles que permiten prolongar y mejorar la calidad de vida de estos pacientes. Sin embargo, incluso después de un transplante de corazón y pulmón, la tasa de supervivencia a cinco años es de sólo el 45-50 por ciento.

En la búsqueda de un tratamiento para esta enfermedad, Gierhardt decidió estudiar en el IBioBA el posible papel de RSUME. “Hay evidencia de que esta proteína está interfiriendo en la fisiopatología de la HP. RSUME participa en la regulación de dos proteínas clave de la HP, el factor 1 inducible por hipoxia (HIF1) y el factor nuclear potenciador de las cadenas ligeras kappa de las células B activadas (NF-κB)”, explica la investigadora. Se ha demostrado que ambos, HIF1 y NF-κB, contribuyen a los cambios en la señalización que ocurre en la célula en condiciones de hipoxia.

¿Qué es el Síndrome de Distrés Respiratorio Agudo (SDRA)?

Es una enfermedad que progresa rápidamente, donde el líquido se filtra dentro de los alvéolos pulmonares. Esto lleva a que se altere – o incluso impida – el intercambio de gases entre la sangre y el aire. El SDRA es una consecuencia de las lesiones pulmonares agudas graves y actualmente no tiene tratamiento, excepto la ventilación artificial para dar soporte al paciente mientras sus pulmones sanan o, como último recurso, la oxigenación por membrana extracorporal (ECMO, por sus siglas en inglés), para suministrar oxígeno artificialmente a la sangre.

Según la American Lung Association (Asociación Americana de Pulmones), en los pacientes con diagnóstico de SDRA incluso con la mejor atención médica se observa una mortalidad entre el 30 y 50%.

“Trabajo es lesión pulmonar aguda como un modelo para el SDRA, que puede ser causado por diferentes motivos, entre los cuales el más importante es la infección inducida por bacterias o virus”, dice Selvakumar.

Y agrega: “En esta enfermedad, las lesiones son causadas por la inflamación, que involucra diferentes células derivadas de la médula ósea, como los macrófagos, y distintas moléculas que liberan esas células. En nuestro trabajo estudiamos RSUME, que se sabe que interviene en los mecanismos de inflamación, y el cómo es exactamente lo que intentamos comprender en detalle”.

Según indica, ya identificaron en el modelo de lesión pulmonar aguda moléculas prometedoras, y esperan poder –con esta información – desarrollar un tratamiento adecuado para pacientes con SDRA.

Los profesionales del Laboratorio Huésped Max Planck, junto a los equipos que trabajan con RSUME en el IBioBA, establecieron modelos de investigación para estudiar estas patologías y analizar los mecanismos por los cuales estos mediadores de la inflamación actúan durante las lesiones pulmonares.