Morpholino Gene Knockdown in Adult Fundulus heteroclitus: Role of SGK1 in Seawater Acclimation

The Atlantic killifish (Fundulus heteroclitus) is an environmental sentinel organism used extensively for studies on environmental toxicants and salt (NaCl) homeostasis. Previous research in our laboratory has shown that rapid acclimation of killifish to seawater is mediated by trafficking of CFTR chloride channels from intracellular vesicles to the plasma membrane in the opercular membrane within the first hour in seawater, which enhances chloride secretion into seawater, thereby contributing to salt homeostasis. Acute transition to seawater is also marked by an increase in both mRNA and protein levels of serum glucocorticoid kinase 1 (SGK1) within 15 minutes of transfer. Although the rise in SGK1 in gill and its functional analog, the opercular membrane, after seawater transfer precedes the increase in membrane CFTR, a direct role of SGK1 in elevating membrane CFTR has not been established in vivo. To test the hypothesis that SGK1 mediates the increase in plasma membrane CFTR we designed two functionally different vivo-morpholinos to knock down SGK1 in gill, and developed and validated a vivo-morpholino knock down technique for adult killifish. Injection (intraperitoneal, IP) of the splice blocking SGK1 vivo-morpholino reduced SGK1 mRNA in the gill after transition from fresh to seawater by 66%. The IP injection of the translational blocking and splice blocking vivo-morpholinos reduced gill SGK1 protein abundance in fish transferred from fresh to seawater by 64% and 53%, respectively. Moreover, knock down of SGK1 completely eliminated the seawater induced rise in plasma membrane CFTR, demonstrating that the increase in SGK1 protein is required for the trafficking of CFTR from intracellular vesicles in mitochondrion rich cells to the plasma membrane in the gill during acclimation to seawater. This is the first report of the use of vivo-morpholinos in adult killifish and demonstrates that vivo-morpholinos are a valuable genetic tool for this environmentally relevant model organism

Экспрессия микроРНК у реципиентов легких: корреляции с клиническими и лабораторными данными

Objective: to evaluate the expression levels of miRNA (miR-27, miR-101, miR-142, miR-339 and miR-424) and its relationship with clinical and laboratory parameters in lung transplant recipients. Materials and methods. The study included 57 lung recipients aged 10 to 74 years (35 ± 15), including six children (9%) – four boys 10, 12, 13 and 17 years and girls 13 and 14 years old – and 51 adult recipients, including 30 men (62.5%). The control group was made up of 14 healthy individuals that were not significantly different by gender and age. Expression levels of the microRNAs studied in blood plasma were determined via quantitative polymerase chain reaction (PCR). Correlations of miRNA expression levels with complete blood count and biochemical blood test indicators were analyzed. Results. Patients with end-stage chronic respiratory failure (potential lung recipients) were found to have significantly higher expression levels of miR-27, miR-101 and miR-339 in plasma than the healthy individuals (p = 0.02, p = 0.03 and p = 0.01, respectively). The expression level of miR-339 correlated with the age of potential lung recipients (p = 0.04). It was a negative correlation (r = –0.46). The expression levels of the other four miRNAs were age independent. The average expression level of miR-424 in lung recipients in the long-term period after lung transplant was higher than in waitlisted patients (p = 0.03). Analysis of the relationship between miRNA expression levels and external respiration function in the long-term post-transplant period showed that miR-142 expression level (r = 0.61; p = 0.04) positively correlates with the Tiffeneau-Pinelli index. This strong correlation, which exceeds 85%, indicates the presence of restrictive lung diseases. A year and more after transplantation, it was found that in the recipients, there were close positive correlations between miR-27, miR-142, miR-424 expression levels and blood leukocyte concentration, as well as between the miR-142 expression level and the sCD40L concentration during this period. Conclusion. A comparative study of the expression level of miRNAs (miR-27, miR-101, miR-142, miR-339 and miR-424) in the blood plasma of patients suffering from end-stage chronic lung diseases of various origin and in lung recipients enables us to conclude that further studies of the miRNA panels are needed in order to assess their effectiveness as potential molecular and genetic markers of post-transplant complications.Цель: оценить уровень экспрессии микроРНК (miR-27, miR-101, miR-142, miR-339 и miR-424) и ее связь с клиническими и лабораторными параметрами у реципиентов трансплантированных легких. Материалы и методы. В исследование включены 57 реципиентов легких в возрасте от 10 до 74 лет (в среднем 35 ± 15), среди которых шестеро детей (9%) – четыре мальчика 10, 12, 13 и 17 лет и девочки 13 и 14 лет – и 51 взрослый реципиент, в том числе 30 мужчин (62,5%). Группу сравнения составили 14 здоровых лиц, значимо не отличающихся по полу и возрасту. Уровни экспрессии исследуемых в плазме крови микроРНК определялись методом количественной полимеразной цепной реакции (ПЦР). Осуществлялся анализ корреляционных связей уровней экспрессии микроРНК с основными показателями общего и биохимического анализов крови. Результаты. Установлены достоверно более высокие показатели экспрессии miR-27, miR-101 и miR-339 в плазме крови у пациентов с терминальной стадией хронической дыхательной недостаточности (потенциальных реципиентов легких) по сравнению со здоровыми лицами (р = 0,02, р = 0,03 и р = 0,01 соответственно). Экспрессия четырех из пяти не зависела от возраста. Уровень экспрессии miR-339 коррелировал с возрастом потенциальных реципиентов легких (p = 0,04), и связь носила обратный характер, r = –0,46. Средняя величина уровня экспрессии miR-424 у реципиентов легких в отдаленном периоде после ТЛ оказалась выше, чем у пациентов, ожидающих трансплантацию (р = 0,03). При изучении связи уровней экспрессии микроРНК с показателями функции внешнего дыхания в отдаленном посттрансплантационном периоде установлена достоверная прямая связь уровня экспрессии miR-142 (r = 0,61; p = 0,04) с индексом Тиффно, величина которого более 85% свидетельствует о рестриктивных нарушениях дыхательных путей. Через год и более после трансплантации у реципиентов выявлены тесные прямые корреляции уровней экспрессии miR-27, miR-142 и miR-424 с концентрацией лейкоцитов в крови, а также уровня экспрессии miR-142 с концентрацией sCD40L в этот период. Заключение. Сравнительное исследование уровня экспрессии микроРНК (miR-27, miR-101, miR-142, miR-339 и miR-424) в плазме крови пациентов, страдающих хроническими заболеваниями легких различной этиологии в терминальной стадии, и у реципиентов легких позволяет сделать заключение о целесообразности дальнейших исследований панели микроРНК для оценки их эффективности в качестве потенциальных молекулярно-генетических маркеров посттрансплантационных осложнений

Лечение экспираторного стеноза трахеи в сочетании с бронхоэктатической болезнью у реципиента донорских легких (первое наблюдение в Российской Федерации)

Lung transplantation is the final treatment option for end-stage lung failure. In 2019, 63,530 lung transplants were performed worldwide [13]. Due to the variety of diseases causing patients to resort to lung transplant surgeries, there is a wide range of different complications and conditions that are subject to an individual clinical approach to determine treatment tactics. Each case is of great clinical interest due to the small amount of these operations and the complexity of postoperative rehabilitation, which requires a multidisciplinary approach [12]. We present a report on a surgical treatment of expiratory tracheal stenosis in combination with bronchiectasis in a lung recipient.Трансплантация легких – единственный радикальный метод лечения заболеваний легких в терминальной стадии дыхательной недостаточности. К 2019 году в мире выполнено 63 530 трансплантаций легких [13]. В силу многообразия заболеваний, приводящих пациентов к пересадке легких, существует широкий спектр различных осложнений и состояний, которые подлежат индивидуальному клиническому подходу для определения тактики лечения. Каждый случай представляет огромный интерес с клинической точки зрения в силу небольшого количества данных операций и сложности послеоперационной реабилитации, требующей мультидисциплинарного подхода [12]. Мы представляем  клиническое наблюдение хирургического лечения экспираторного стеноза трахеи в  сочетании с бронхоэктатической болезнью у пациента после трансплантации легких

Использование криотехнологий в трансплантации легких и сердечно-легочного комплекса

Bronchial complications, along with development and progression of chronic dysfunction on the background of chronic rejection, are factors that reduce the quality and life of lung and heart-lung recipients. They also increase the frequency of hospitalizations. Application of cryotechnology is based on the contact effect of extremely low temperatures on organs and tissues using a cryoprobe. This article demonstrates the experience of using cryotechnology in the diagnosis and treatment of complications in lung and heart-lung recipients.Бронхиальные осложнения наряду с развитием и прогрессированием хронической дисфункции на фоне хронического отторжения являются факторами, снижающими качество и продолжительность жизни реципиентов легких и сердечно-легочного комплекса, а также увеличивающими частоту госпитализаций. В основе применения криотехнологий лежит контактное воздействие чрезвычайно низких температур на органы и ткани с помощью криозонда. В данной статье демонстрируется опыт применения криотехнологий в диагностике и лечении осложнений у реципиентов легких и сердечно-легочного комплекса

Трансплантация легких при первичной легочной артериальной гипертензии: особенности периоперационного периода

Lung transplantation (LT) for idiopathic pulmonary arterial hypertension (IPAH) now is the only radical treatment of this disease.Aim: to analyze own experience of performing LT in patients with IPAH.Materials and methods. 8 adult IPAH patients, who underwent LT between 2014 and october 2018, were included. In 7 of 8 patients undergoing bilateral lung transplantation on intraoperative venoarterial extracorporeal membrane oxygenation (VA ECMO) with prolongation into the postoperative period.Results. VA ECMO support was prolonged into postoperative period 6 and 7 days respectively in 2 (25,0%) patients and 3 days in 6 (75,0%) patients. Hospital mortality in IPAH patients was 1.Conclusions. Own experience demonstrates that LT is an effective method of treatment in patients with IPAH. Hospital, 1- and 3-year survival rates for the patient collective were 87.5, 75.0 and 75.0% respectively.Первичная легочная артериальная гипертензия (ПЛАГ) – необратимое заболевание, единственным методом радикального лечения которого является трансплантация легких (ТЛ).Цель исследования: анализ собственного опыта выполнения ТЛ у пациентов с ПЛАГ.Материалы и методы. В исследование включили 8 взрослых реципиентов, которым была выполнена ТЛ в период с 2014-го по октябрь 2018 г. Всем реципиентам была выполнена двусторонняя последовательная трансплантация легких. У 7 из 8 реципиентов ТЛ осуществляли в условиях периферической ВА ЭКМО.Результаты. В послеоперационном периоде первичная дисфункция 3-й степени по классификации ISHLT развилась у 2 (25,0%) из 8 реципиентов, которая проявилась невозможностью прекращения ВА ЭКМО. Общая продолжительность применения ЭКМО у этих пациентов (n = 2) составила 6 и 7 суток. У других 6 (75,0%) реципиентов проявления ранней дисфункции пересаженных легких не носили столь напряженного характера (2-я степень по классификации ISHLT), и продолжительность послеоперационной ВА ЭКМО составила 3 суток. Госпитальная летальность у реципиентов легких, оперированных по поводу ЛАГ, составила 1 наблюдение.Заключение. Собственный опыт демонстрирует, что ТЛ является эффективной лечебной мерой у пациентов с ПЛАГ с показателями госпитальной, 1- и 3-летней выживаемости соответственно 87,5; 75,0 и 75,0%

MicroRNA expression levels in lung recipients: correlations with clinical and laboratory data

Objective: to evaluate the expression levels of miRNA (miR-27, miR-101, miR-142, miR-339 and miR-424) and its relationship with clinical and laboratory parameters in lung transplant recipients. Materials and methods. The study included 57 lung recipients aged 10 to 74 years (35 ± 15), including six children (9%) – four boys 10, 12, 13 and 17 years and girls 13 and 14 years old – and 51 adult recipients, including 30 men (62.5%). The control group was made up of 14 healthy individuals that were not significantly different by gender and age. Expression levels of the microRNAs studied in blood plasma were determined via quantitative polymerase chain reaction (PCR). Correlations of miRNA expression levels with complete blood count and biochemical blood test indicators were analyzed. Results. Patients with end-stage chronic respiratory failure (potential lung recipients) were found to have significantly higher expression levels of miR-27, miR-101 and miR-339 in plasma than the healthy individuals (p = 0.02, p = 0.03 and p = 0.01, respectively). The expression level of miR-339 correlated with the age of potential lung recipients (p = 0.04). It was a negative correlation (r = –0.46). The expression levels of the other four miRNAs were age independent. The average expression level of miR-424 in lung recipients in the long-term period after lung transplant was higher than in waitlisted patients (p = 0.03). Analysis of the relationship between miRNA expression levels and external respiration function in the long-term post-transplant period showed that miR-142 expression level (r = 0.61; p = 0.04) positively correlates with the Tiffeneau-Pinelli index. This strong correlation, which exceeds 85%, indicates the presence of restrictive lung diseases. A year and more after transplantation, it was found that in the recipients, there were close positive correlations between miR-27, miR-142, miR-424 expression levels and blood leukocyte concentration, as well as between the miR-142 expression level and the sCD40L concentration during this period. Conclusion. A comparative study of the expression level of miRNAs (miR-27, miR-101, miR-142, miR-339 and miR-424) in the blood plasma of patients suffering from end-stage chronic lung diseases of various origin and in lung recipients enables us to conclude that further studies of the miRNA panels are needed in order to assess their effectiveness as potential molecular and genetic markers of post-transplant complications

Lung transplantation for idiopathic pulmonary arterial hypertension: perioperational features

Lung transplantation (LT) for idiopathic pulmonary arterial hypertension (IPAH) now is the only radical treatment of this disease.Aim: to analyze own experience of performing LT in patients with IPAH.Materials and methods. 8 adult IPAH patients, who underwent LT between 2014 and october 2018, were included. In 7 of 8 patients undergoing bilateral lung transplantation on intraoperative venoarterial extracorporeal membrane oxygenation (VA ECMO) with prolongation into the postoperative period.Results. VA ECMO support was prolonged into postoperative period 6 and 7 days respectively in 2 (25,0%) patients and 3 days in 6 (75,0%) patients. Hospital mortality in IPAH patients was 1.Conclusions. Own experience demonstrates that LT is an effective method of treatment in patients with IPAH. Hospital, 1- and 3-year survival rates for the patient collective were 87.5, 75.0 and 75.0% respectively