Esta imagen muestra la proteína ISM1 (en verde) producida por los macrófagos alveolares (AM) (rojo), que aparecen en esta imagen a través de la tinción de inmunofluorescencia doble. El amarillo representa la presencia tanto de la proteína ISM1 como de la AM en el mismo lugar, y el azul representa el núcleo de una célula. Dentro del cuerpo humano, ISM1 se encuentra en mayor cantidad en los pulmones. Crédito: Universidad Nacional de Singapur
Los científicos de NUS han descubierto una nueva propiedad de una proteína que se encuentra en los pulmones humanos que podría conducir al desarrollo de medicamentos biológicos para tratar la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), una enfermedad pulmonar progresiva y debilitante que es una de las principales causas de muerte en todo el mundo.
La investigación fue dirigida por el profesor asociado Ge Ruowen de NUS Biological Sciences y publicada en procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias en enero de 2022.
Lucha contra la EPOC
La EPOC es actualmente la tercera causa de muerte a nivel mundial y representa una gran carga socioeconómica para las naciones. Puede ser causado por la exposición a largo plazo a irritantes o partículas, como el humo del cigarrillo, y los síntomas incluyen tos, dificultad para respirar, producción de mucosidad y sibilancias.
Los pacientes con EPOC muestran dos condiciones clave: enfisema (la destrucción de las paredes alveolares y agrandamiento de los alvéolos) y bronquitis obstructiva crónica (vías respiratorias pequeñas inflamadas). Estos pacientes sufren síntomas respiratorios persistentes con deterioro progresivo de la función pulmonar a largo plazo. Sin embargo, los medicamentos actuales dirigidos a la EPOC solo brindan alivio sintomático y no pueden suprimir la inflamación del tejido subyacente para bloquear de manera efectiva la propagación de la EPOC o reducir la mortalidad.
«Los pacientes con EPOC tienen dificultad para respirar, lo que dificulta su capacidad para trabajar o hacer ejercicio. No absorben suficiente oxígeno y esto también afecta su función cardíaca. La EPOC es una afección muy peligrosa, pero la conciencia pública sobre ella es muy baja», dijo el profesor asociado. Ge.
Mantener la salud pulmonar
Los macrófagos alveolares (MA) son células inmunitarias que residen en el espacio aéreo de las estructuras respiratorias de los pulmones llamadas alvéolos y pueden mostrar propiedades proinflamatorias o antiinflamatorias. En la EPOC, se amplifican los AM proinflamatorios, que es una de las principales causas de la EPOC.
El profesor asociado Ge Ruowen (izquierda) de NUS Biological Sciences y el profesor Fred Wong (derecha) de NUS Pharmacology. Crédito: Universidad Nacional de Singapur
El equipo del profesor asociado Ge descubrió que una proteína residente en los pulmones, llamada istmina 1 (ISM1), es fundamental para frenar la inflamación en un pulmón sano mediante la eliminación selectiva del tipo proinflamatorio de AM. En sus estudios de laboratorio, el equipo de investigación observó que la ausencia de la proteína ISM1 se asoció con un gran número de AM proinflamatorios, inflamación pulmonar duradera, enfisema progresivo y disminución significativa de la función pulmonar incluso sin exposición a irritantes.
El equipo descubrió que ISM1 ayuda a mantener los pulmones sanos al dirigirse al receptor de señalización GRP78 (csGRP78) que está presente en la superficie de la AM proinflamatoria, lo que desencadena la apoptosis (muerte celular), lo que reduce la inflamación.
Desarrollo de un tratamiento duradero para la EPOC
Es posible que las proteínas ISM1 endógenas, o internas, no sean suficientes para contrarrestar la inflamación pulmonar en la EPOC.
Para hacer frente a este desafío, el equipo de investigación trabajó con el profesor Fred Wong en NUS Pharmacology, para realizar estudios de laboratorio para examinar la eficacia de la entrega de la proteína ISM1 recombinante directamente a través de gotitas en las vías respiratorias. Los investigadores observaron una reducción en la inflamación pulmonar, la supresión del desarrollo de enfisema y la restauración de las funciones pulmonares. Estos hallazgos respaldan el desarrollo de ISM1 como un tratamiento potencial para la EPOC.
«Al apuntar directamente a las AM proinflamatorias usando la proteína ISM1 recombinante, nuestro novedoso tratamiento suprime la causa raíz de la EPOC y abre la posibilidad de convertirlo en un tratamiento viable para esta enfermedad debilitante que afecta a muchos pacientes en todo el mundo», dijo Associate. Profesor Ge.
«Estos hallazgos no solo brindan una nueva vía para desarrollar medicamentos novedosos y efectivos para la EPOC, sino que también garantizan estudios de ISM1 en otras enfermedades respiratorias inflamatorias», agregó el profesor Wong.
El desarrollo de un fármaco basado en esta investigación se encuentra actualmente en etapas preclínicas de prueba.
La profesora asociada Ge y su equipo planean estudiar cómo el ISM1 recombinante también podría ayudar a desarrollar tratamientos para otros trastornos respiratorios inflamatorios, como lesión pulmonar aguda, fibrosis pulmonar y asma, y diseñar el mejor método para administrar tales tratamientos.
El descubrimiento de la muerte celular podría conducir a un nuevo tratamiento para la EPOC
Terence YW Lam et al, ISM1 protege la homeostasis pulmonar a través de la apoptosis de macrófagos alveolares mediada por GRP78 en la superficie celular, procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias (2022). DOI: 10.1073/pnas.2019161119
Citación: Medicamento biológico prometedor para el tratamiento de la enfermedad pulmonar crónica (25 de abril de 2022) recuperado el 25 de abril de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-04-biologic-drug-chronic-lung-disease.html
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