Protective role of Cav-1 in pneumolysin-induced endothelial barrier dysfunction

Pneumolysin (PLY) is a bacterial pore forming toxin and primary virulence factor of Streptococcus pneumonia, a major cause of pneumonia. PLY binds cholesterol-rich domains of the endothelial cell (EC) plasma membrane resulting in pore assembly and increased intracellular (IC) Ca2+ levels that compromise endothelial barrier integrity. Caveolae are specialized plasmalemma microdomains of ECs enriched in cholesterol. We hypothesized that the abundance of cholesterol-rich domains in EC plasma membranes confers cellular susceptibility to PLY. Contrary to this hypothesis, we found increased PLY-induced IC Ca2+ following membrane cholesterol depletion. Caveolin-1 (Cav-1) is an essential structural protein of caveolae and its regulation by cholesterol levels suggested a possible role in EC barrier function. Indeed, Cav-1 and its scaffolding domain peptide protected the endothelial barrier from PLY-induced disruption. In loss of function experiments, Cav-1 was knocked-out using CRISPR-Cas9 or silenced in human lung microvascular ECs. Loss of Cav-1 significantly enhanced the ability of PLY to disrupt endothelial barrier integrity. Rescue experiments with re-expression of Cav-1 or its scaffolding domain peptide protected the EC barrier against PLY-induced barrier disruption. Dynamin-2 (DNM2) is known to regulate caveolar membrane endocytosis. Inhibition of endocytosis, with dynamin inhibitors or siDNM2 amplified PLY induced EC barrier dysfunction. These results suggest that Cav-1 protects the endothelial barrier against PLY by promoting endocytosis of damaged membrane, thus reducing calcium entry and PLY-dependent signaling

Hsp70 Suppresses Mitochondrial Reactive Oxygen Species and Preserves Pulmonary Microvascular Barrier Integrity Following Exposure to Bacterial Toxins

Pneumonia is a leading cause of death in children and the elderly worldwide, accounting for 15% of all deaths of children under 5 years old. Streptococcus pneumoniae is a common and aggressive cause of pneumonia and can also contribute to meningitis and sepsis. Despite the widespread use of antibiotics, mortality rates for pneumonia remain unacceptably high in part due to the release of bacterial toxins. Pneumolysin (PLY) is a cholesterol-dependent toxin that is produced by Streptococcus, and it is both necessary and sufficient for the development of the extensive pulmonary permeability edema that underlies acute lung injury. The mechanisms by which PLY disrupts the pulmonary endothelial barrier are not fully understood. Previously, we found that reactive oxygen species (ROS) contribute to the barrier destructive effects of PLY and identified an unexpected but potent role of Hsp70 in suppressing ROS production. The ability of Hsp70 to influence PLY-induced barrier dysfunction is not yet described, and the goal of the current study was to identify whether Hsp70 upregulation is an effective strategy to protect the lung microvascular endothelial barrier from G+ bacterial toxins. Overexpression of Hsp70 via adenovirus-mediated gene transfer attenuated PLY-induced increases in permeability in human lung microvascular endothelial cells (HLMVEC) with no evidence of cytotoxicity. To adopt a more translational approach, we employed a pharmacological approach using geranylgeranylacetone (GGA) to acutely upregulate endogenous Hsp70 expression. Following acute treatment (6 h) with GGA, HLMVECs exposed to PLY displayed improved cell viability and enhanced endothelial barrier function as measured by both Electric Cell-substrate Impedance Sensing (ECIS) and transwell permeability assays compared to control treated cells. PLY promoted increased mitochondrial ROS, decreased mitochondrial oxygen consumption, and increased caspase 3 cleavage and cell death, which were collectively improved in cells pretreated with GGA. In mice, IP pretreatment with GGA 24 h prior to IT administration of PLY resulted in significantly less Evans Blue Dye extravasation compared to vehicle, indicating preserved endothelial barrier integrity and suggesting that the acute upregulation of Hsp70 may be an effective therapeutic approach in the treatment of lung injury associated with pneumonia

ДЕЯКІ ПРЕДИКТОРИ ПЕРВИННОГО ЕПІЗОДУ БІПОЛЯРНОГО АФЕКТИВНОГО РОЗЛАДУ

Problem of bipolar affective disorder is one of the actual problems in modern psychiatry. The aim of the study – to learn the features of heredity of patients with bipolar affective disorder (BAD) and initial factors, taking into account the gender factor and the variant of the primary episode of the BAD. Materials and Methods. We studied medical records of 180 men and 222 women with initial BAD episode. Three main variants of the course of the primary episode of BAD are distinguished: with predominance of depressive symptoms (depressive variant) – 79.4 %, with predominance of manic or hypomanic symptoms (manic variant) – 15.7 %, with both depressive and manic symptoms or with fast phase change (mixed variant) – 4.9 %. Results and Discussion. In patients with a manic variant of the initial episode, the burden of heredity on all mental disorders and alcoholism (47.6 %) was more often than in patients with depressive variant (35.1 %, p<0.05) and mixed (40.0 %, p>0.05) variant of the initial episode. Most often, an unintentional start occurred in the manic variant (61.9 %, p<0.01), less frequently in mixed cases (55.0 %, p<0.01), and most often in depressed (21.4 %) variant. In the depressive variant of the initial episode, the connection between the onset of the disease and the psycho-emotional stress was more frequently detected – in 70.8 % of the subjects compared with 31.7 % of the manic and 35.0 % of the mixed variant of the initial episode (p<0.01). Conclusions. In patients with BAD we revealed insignificant burdens of heredity for BAD with a significant burden of heredity for mental disorders and addicts in general, and in patients with a manic variant of the initial episode, significantly more frequent manifested heredity for all mental disorders and alcoholism. In patients with a depressive variant, the primary episode is significantly more associated with the effect of psycho-emotional stress, and in patients with a manic and mixed variant is more often not associated with the action of external factors. These features should be taken into account when developing diagnostic, therapeutic, rehabilitation and preventive measures.Проблема биполярного аффективного расстройства является одной из наиболее актуальных проблем в современной психиатрии. Цель исследования – изучить особенности наследственности больных с биполярным эффективным расстройством (БАР) и инициальных факторов с учетом гендерного фактора и варианта первичного эпизода заболевания. Материалы и методы. Проанализированы особенности течения первичного эпизода БАР на основании медицинской документации 180 мужчин и 222 женщин с этим диагнозом. Выделены три основных варианта течения первичного эпизода БАР: с преобладанием депрессивной симптоматики (депрессивный вариант) – 79,4 % обследованных, с преобладанием маниакальной или гипоманиакальной симптоматики (маниакальный вариант) – 15,7 %, и с одновременным наличием депрессивной и маниакальной симптоматики или с быстрой сменой фаз (смешанный вариант) – 4,9 %. Результаты исследований и их обсуждение. У больных с маниакальным вариантом первичного эпизода чаще обнаруживалась отягощенная наследственность по всем психическим расстройствам и алкоголизму (47,6 %) по сравнению с больными с депрессивным (35,1 %, р<0,05) и смешанным (40,0 %, р>0,05) вариантами первичного эпизода. Чаще всего беспричинное начало имело место при маниакальном варианте (61,9 %, р<0,01), реже при смешанном (55,0 %, р<0,01), и еще реже при депрессивном (21,4 %) варианте. При депрессивном варианте первичного эпизода чаще обнаруживалась связь начала заболевания с психоэмоциональным стрессом – у 70,8 % обследованных против 31,7 % с маниакальным и 35,0 % смешанным вариантами первичного эпизода (р<0,01). Выводы. У больных с БАР выявлено незначительную отягощенность наследственности по психическим расстройствам и аддикциям в целом, причем у пациентов с маниакальным вариантом первичного эпизода значимо чаще выявлялась наследственность по всем психическими расстройствами и алкоголизмом. У больных с депрессивным вариантом первичный эпизод значимо чаще связан с воздействием психоэмоционального стресса, а в лиц с маниакальным и смешанным вариантами чаще не связан с действием внешних факторов. Эти особенности должны учитываться при разработке диагностических, лечебных, реабилитационных и профилактических мероприятий.Проблема біполярного афективного розладу є однією з найактуальніших проблем у сучасній психіатрії. Мета дослідження – вивчити особливості спадковості хворих із біполярним ефективним розладом (БАР) та ініціальних факторів з урахуванням гендерного чинника та варіанта первинного епізоду захворювання. Матеріали і методи. Проаналізовано особливості перебігу первинного епізоду БАР на основі медичної документації 180 чоловіків і 222 жінок із цим діагнозом. Виділено три основні варіанти перебігу первинного епізоду БАР: із переважанням депресивної симптоматики (депресивний варіант) – 79,4 % обстежених, з переважанням маніакальної або гіпоманіакальної симптоматики (маніакальний варіант) – 15,7 % та з одночасною наявністю депресивної та маніакальної симптоматики або зі швидкою зміною фаз (змішаний варіант) – 4,9 %. Результати досліджень та їх обговорення. У хворих із маніакальним варіантом первинного епізоду частіше виявлялася обтяжена спадковість за усіма психічними розладами та алкоголізмом (47,6 %) порівняно з хворими з депресивним (35,1 %, р<0,05) та змішаним (40,0 %, р>0,05) варіантами первинного епізоду. Найчастіше безпричинний початок мав місце при маніакальному варіанті (61,9 %, р<0,01), рідше при змішаному (55,0 %, р<0,01), і найрідше при депресивному (21,4 %) варіанті. При депресивному варіанті первинного епізоду частіше виявлявся зв’язок між початком захворювання і психоемоційним стресом – у 70,8 % обстежених проти 31,7 % з маніакальним та 35,0 % змішаним варіантами первинного епізоду (р<0,01). Висновки. У хворих із БАР виявлено незначну обтяженість спадковості за психічними розладами та адикціями загалом, причому в пацієнтів із маніакальним варіантом первинного епізоду значуще частіше виявлялася обтяжена спадковість за усіма психічними розладами й алкоголізмом. У хворих із депресивним варіантом первинний епізод значуще частіше пов’язаний з дією психоемоційного стресу, а в осіб із маніакальним та змішаним варіантами частіше не пов’язаний із дією зовнішніх факторів. Ці особливості повинні враховувати при розробці діагностичних, лікувальних, реабілітаційних та профілактичних заходів

The Society for Translational Medicine: Clinical practice guidelines for the postoperative management of chest tube for patients undergoing lobectomy

The Society for Translational Medicine and The Chinese Society for Thoracic and Cardiovascular Surgery conducted a systematic review of the literature in an attempt to improve our understanding in the postoperative management of chest tubes of patients undergoing pulmonary lobectomy. Recommendations were produced and classified based on an internationally accepted GRADE system. The following recommendations were extracted in the present review: (I) chest tubes can be removed safely with daily pleural fluid of up to 450 mL (non-chylous and non-sanguinous), which may reduce chest tube duration and hospital length of stay (2B); (II) in rare instances, e.g., persistent abundant fluid production, the use of PrRP/B< 0.5 when evaluating fluid output to determine chest tube removal might be beneficial (2B); (III) it is recommended that one chest tube is adequate following pulmonary lobectomy, except for hemorrhage and space problems (2A); (IV) chest tube clearance by milking and stripping is not recommended after lung resection (2B); (V) chest tube suction is not necessary for patients undergoing lobectomy after first postoperative day (2A); (VI) regulated chest tube suction [-11 (-1.08 kPa) to -20 (1.96 kPa) cmH2O depending upon the type of lobectomy] is not superior to regulated seal [-2 (0.196 kPa) cmH2O] when electronic drainage systems are used after lobectomy by thoracotomy (2B); (VII) chest tube removal recommended at the end of expiration and may be slightly superior to removal at the end of inspiration (2A); (VIII) electronic drainage systems are recommended in the management of chest tube in patients undergoing lobectomy (2B)