一项新研究为脓毒症的治疗提供了新的治疗靶点

【字体: 时间:2022年01月14日 来源:Blood

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  研究人员表明,一种名为gasdermin D的蛋白质与脓毒症患者的器官损伤有关。这项研究还证明,一种最初用于治疗酒精依赖的药物可以抑制这种分子的作用,防止并发症。

  
   

Treatment of sepsis    

图片:这项研究还证明,一种最初用于治疗酒精依赖的药物可以抑制分子的活动,防止并发症


USP研究人员及其合作者在《血液》杂志上发表了一篇文章,提出了一种预防败血症并发症的新策略。

这项提议是为了抑制一种名为gasdermin D的蛋白质的作用,作者表示,用双硫胺(disulfiram)可以实现这种作用。双硫胺是一种已经批准用于人类的药物,最初被用来对抗酒精依赖。

该研究在炎症性疾病研究中心(CRID)进行,该中心是FAPESP资助的研究、创新和传播中心(RIDCs)之一。CRID由巴西的S?o Paulo的Ribeir?o Preto医学院(FMRP-USP)主办。

“我们知道这种药物是安全的,因为它从20世纪50年代就开始使用了,我们建议将其用于治疗败血症。我们看到它在实验室的动物实验中是有效的。我们现在需要一项临床试验来评估它对败血症患者的有效性,”crd的博士后研究员、这篇文章的第一作者Camila Meirelles Silva说。

败血症通常被称为“全身性感染”,实际上是全身炎症,通常由进入血液的细菌感染引发。当免疫系统对抗病原体时,它最终会破坏整个有机体。严重脓毒症患者会出现损害重要器官功能的病变,特别是肺。

在之前的研究中,CRID小组表明一种被称为中性粒细胞细胞外陷阱(NETs)的免疫机制直接参与脓毒症患者的组织损伤。顾名思义,NETs是一种主要由中性粒细胞使用的防御策略,中性粒细胞是一种白细胞,可以吞噬(杀死)细菌、真菌和病毒。在极端情况下,这些免疫细胞本身可能死亡,细胞核内的物质以胞外网络的形式被喷射到外部介质中,对病原体和机体细胞都有毒性。

Silva说:“在我们的最新研究中,我们调查了允许NETs发布的机制,gasdermin D直接参与其中。”“我们证明,当我们通过抑制气体真皮D来阻止中性粒细胞释放这些网状陷阱时,我们能够降低组织损伤水平,改善患者的预后。”

方法

一些实验涉及从24个24小时前住院的脓毒症患者(12名男性和12名女性)身上分离出来的白细胞。共聚焦显微镜分析显示,大部分细胞在体外释放了NETs。测试还表明,患者的中性粒细胞中含有大量的活性抗菌药物D。这已经在从败血症小鼠中分离的中性粒细胞中观察到。

“Gasdermin D是一种孔隙形成蛋白,”Silva说。“以前的研究表明,当这种分子在细胞中被激活时,它会在核膜上形成孔,让遗传物质进入细胞质。质膜上的气体胚囊D打开其他孔,让所有这些物质释放到细胞外培养基中。我们证明,在败血症中,这种蛋白质也以这种方式起作用。”

在体内实验的小鼠提交了一个程序,以诱导败血症。一些表达正常的gasdermin D。另一组由经过基因改造的小鼠组成,这些小鼠体内的任何细胞都不能产生这种蛋白质(gasdermin D基因敲除小鼠)。

Silva说:“当我们诱导败血症时,我们发现敲除小鼠产生的NETs数量更少,器官损伤更少(与其他小鼠不同,没有肺水肿),存活时间更长。”

体外实验证实,即使在有LPS存在的情况下,中性粒细胞也不会释放NETs。LPS是致病细菌细胞膜上的一种分子,通常被免疫系统认为是一种威胁。

抑制试验

来自科学文献的数据表明,disulfiram与gasdermin D结合,以阻止蛋白质形成细胞膜孔。基于这一证据,CRID的科学家们决定测试该药在败血症中的作用,因为目前还没有专门的药物治疗。

他们从体外试验中发现,在使用双硫仑治疗后,人和小鼠的中性粒细胞在受到LPS刺激时都停止释放NETs。

在另一个实验中,从脓毒症患者中分离出的中性粒细胞与双硫盐孵育。这种处理抑制了NETs的释放。

最后,用双硫仑处理败血性脓毒症小鼠,并与未处理小鼠进行比较。治疗组的动物有更少的组织病变(包括更少的肺水肿),血液中的NETs更少,并且预后更好:60%存活,而未治疗组为20%。这一结果引起了科学界的兴趣,并引发了一篇评论,也发表在《血液》杂志上,作者是德国图宾根大学医院(University Hospital Tuebingen)的研究人员马克西姆·克里米安库(Maksim Klimiankou)和朱莉娅·斯科科瓦(Julia Skokowa)。

中性粒细胞对病原体有多重防御,包括吞噬作用、活性氧的产生、杀菌酶的分泌和NETs的形成。中性粒细胞为所有这些防御行为付出了高昂的代价,在消化、中和和杀死入侵者的过程中死亡。然而,这道防线并非十全十美:调节中性粒细胞活化的程度几乎是不可能的。一旦被激活,它们往往表现出超敏表型,在炎症部位和全身引起有害作用,并在脓毒症多器官功能障碍过程的发生和致死率中发挥重要作用。在脓毒症期间,攻击中性粒细胞的有害作用机制,同时保留这些细胞的其他功能,可能是一种有价值的治疗方法,”德国研究人员在评论中写道。

这项研究的结果也是《Blood》的工作人员制作的播客的主题。

下一个步骤

据FMRP-USP教授和CRID的首席研究员费尔南多·德·奎罗斯·库尼亚(Fernando de Queiroz Cunha)称,巴西于2019年停止了双硫磷的生产,这导致该组织无法进行临床试验。

库尼亚说:“这是一种非常便宜的药物,公司决定将其撤出市场,治疗酒精依赖患者的精神病医生现在不得不进口它。”“作为替代方案,我们正在与一家巴西制药公司谈判,开发一种稍微修改过的分子,可以申请专利并在国内销售。”

库尼亚还透露,CRID打算测试双硫磷是否可以用于预防COVID-19患者的器官损伤。该小组先前的一项研究表明,NETs参与了SARS-CoV-2引发的失控炎症(详情见:agency .fapesp.br/33523/)。

文章标题

Gasdermin D inhibition prevents multiple organ dysfunction during sepsis by blocking NET formation


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