Tratamiento protésico en la vía aérea principal: impacto en morbimortalidad y factores asociados

La patología estenosante de la vía aérea es un problema grave, con repercusión funcional para los pacientes, potencialmente letal en ausencia de tratamiento e infradiagnosticada. Aunque su prevalencia es desconocida, la incidencia de la misma crece paulatinamente a medida que se incrementa la frecuencia de sus principales causas: el cáncer de pulmón y la intubación orotraqueal. Inicialmente silente, la pérdida de calibre se acompaña de la sensación de falta de aire, angustiando de forma extrema a los pacientes, y también al médico que debe enfrentarse a situaciones realmente estresantes por el riesgo vital subyacente en un lapso muy corto de tiempo. Clásicamente, las estenosis de vía aérea han sido divididas en dos grandes categorías: malignas y benignas en función de la presencia o no de una enfermedad oncológica causante de la patología. Aun así, la repercusión grave y potencialmente letal de la patología hace que difícilmente pueda ser considerada como ‘’benigna’’. En general se acepta que el manejo debe ser multidisciplinar en centros especializados, y que el tratamiento óptimo es la resección y reconstrucción quirúrgica. Sin embargo, esta opción no está disponible para todos los pacientes por diferentes consideraciones: estenosis debidas a enfermedades sistémicas, extensión excesiva para la resección, difusas o malignas con infiltración de estructuras vecinas son consideradas irresecables. La principal alternativa al tratamiento quirúrgico es el abordaje endoscópico con alta variabilidad en cuanto a las modalidades terapéuticas disponibles. Todas ellas coinciden en que el enfoque es radicalmente distinto de la cirugía: la prioridad es el alivio sintomático, la mejoría de la calidad de vida y asegurar la vía aérea con el menor número de complicaciones y mortalidad posible, tan importante en estos pacientes como el tratamiento quirúrgico curativo en los que pueden beneficiarse de él. Se han descrito varias estrategias terapéuticas aplicables mediante broncoscopia en función de la patología causante. El uso de prótesis traqueobronquiales es un procedimiento no estandarizado, basado en la experiencia individual y del que la mayoría de los estudios disponibles en la literatura son series de casos retrospectivas. Aún así todas coinciden en que el tratamiento protésico logra mejorar la disnea de los pacientes y restituir la vía aérea cuando ésta ha perdido su estructura. A pesar de la gravedad de la patología, la severidad de la clínica y la preocupación que suscitan existe un problema muy importante: no existen protocolos ni consenso sobre el abordaje endoscópico. Además, pocos centros tienen experiencia en el manejo de la vía aérea y su patología y sigue siendo, a día de hoy, una de las mayores inquietudes de pacientes y médicos. Mediante la presente tesis doctoral se pretende realizar un estudio a fin de identificar los factores propios del paciente, de la estenosis y de la prótesis relacionados con los resultados, la aparición de complicaciones y la supervivencia de los pacientes, con la hipótesis de que existe una relación entre todos ellos. Se trata de un estudio retrospectivo y observacional de 150 pacientes sometidos a broncoscopia rígida con colocación de prótesis. Para el estudio se recogieron datos relativos al paciente (comorbilidad, edad), a la estenosis (naturaleza, localización, repercusión clínica), al tratamiento (carácter, prótesis empleada), a los resultados obtenidos (mejoría clínica, disnea postoperatoria), así como a la aparición de complicaciones y a la supervivencia de los pacientes. Sobre esto se realizó un estudio descriptivo y analítico mediante las diferentes herramientas estadísticas disponibles. Con ellos fue posible demostrar que sí existe una relación entre los factores del paciente, de la estenosis y del tratamiento, y que todos ellos influyen en los resultados, la aparición de complicaciones y la supervivencia de los pacientes. De todas ellas, la naturaleza de la estenosis fue la variable con más peso en cuanto a morbimortalidad. Además, se diseñaron tres ecuaciones capaces de predecir la luz de la vía aérea tras el tratamiento, la probabilidad de sufrir complicaciones y la probabilidad de precisar un cambio de la prótesis al año de seguimiento de los pacientes

Resultados de las endoprótesis en lesiones estenosantes de la vía aérea principal de origen benigno o maligno: revisión sistemática.

[Resumen] Introducción y objetivos: La estenosis de vía aérea principal puede limitar la calidad de vida de los pacientes afectos y en el peor de los casos su supervivencia. Dentro de las opciones de tratamiento destaca el uso de prótesis traqueales o bronquiales para garantizar la permeabilidad al paso de aire con el menor número de complicaciones posible. El objetivo de esta revisión es estudiar el éxito y la seguridad de las prótesis traqueobronquiales colocadas mediante broncoscopia rígida o flexible como tratamiento de las estenosis traqueales. Material y métodos: Se analizaron búsquedas en 4 bases de datos: Cochrane Library, Medline, Cinahl y Tripdatabase. Se incluyeron revisiones sistemáticas, guías de práctica clínica, ensayos clínicos, casos y controles, cohortes, y series de casos de más de un paciente publicados en los últimos 10 años en castellano, francés o inglés. Resultados: 22 artículos originales describieron el éxito y la seguridad del uso de prótesis traqueobronquiales y reunieron los criterios de inclusión. Se estudiaron 1226 pacientes, 45% hombres y 55% mujeres, con una edad media de 51,9±11,9 años. El 82,8% presentó estenosis traqueal de etiología benigna y 17,2% de etiología maligna. Se colocaron en total 1141 prótesis. El porcentaje global de complicaciones fue del 51,3%, siendo la más frecuente la retención de secreciones (35,3%). El tratamiento protésico mejoró clínicamente al 78,66% de los pacientes. Conclusiones: El tratamiento protésico de las estenosis traqueobronquiales constituye una alternativa terapéutica efectiva en el tratamiento de las estenosis traqueobronquiales. Las complicaciones, aunque frecuentes, revistieron poca gravedad.[Resumo] Introdución e obxetivos: A estenose de vía aérea principal pode limitar a calidade de vida dos pacientes afectos e no peor dos casos a súa supervivencia. Dentro das opcións de tratamento destaca o uso de próteses traqueais ou bronquiais para garantir a permeabilidade ao paso de aire co menor número de complicacións posible. O obxectivo desta revisión é estudar o éxito e a seguridade das próteses traqueobronquiais colocadas mediante broncoscopia ríxida ou flexible como tratamento das estenoses traqueais. Material e métodos: Analizáronse 4 bases de datos: Cochrane Library, Medline, Cinahl y Tripdatabase. Incluíronse revisións sistemáticas, guías de práctica clínica, ensaios clínicos, casos e controis, cohortes, e series de casos de máis dun paciente publicados nos últimos 10 anos en castelán, francés ou inglés. Resultados: 22 artigos orixinais describiron o éxito e a seguridade do uso de próteses traqueobronquiais e reuniron os criterios de inclusión. Estudáronse 1226 pacientes, 45% homes e 55% mulleres, cunha idade media de 51,9 anos. 82,8% presentou estenose traqueal de etioloxía maligna e 17,2% presentou estenose traqueal de etioloxía benigna. Colocáronse en total 1141 próteses. A porcentaxe global de complicacións foi do 51,3%%, sendo a máis frecuente a retención de secrecións (35,3%). O tratamento protésico mellorou clinicamente ao 78,66% dos pacientes. Conclusión: O tratamento protésico das estenoses traqueobronquiais constitúe unha alternativa terapéutica efectiva no tratamento das estenoses traqueobronquiais. As complicacións, aínda que frecuentes, revestiron pouca gravidade.[Abstract] Background and objectives: Central airway stenosis can be life threatening and alter quality of life. Among the therapeutic measures, rigid or flexible bronchoscopy with tracheobronchial stenting is a well-established procedure to maintain airway patency with an acceptable rate of complications. The purpose of this review is to study clinical success and safety of airway stenting in patients with central airway stenosis. Material y métodos: 4 databases were analyzed: Cochrane Library, Medline, Cinahl y Tripdatabase. We included systematic reviews, guidelines, clinical trials, case-control studies, cohort studies and case series of more than one case publisehd in the last 10 years in Spanish, English or French. Resultados: 22 case series meet inclusión cirteria and described clinical success and safety of airway stenting. 1226 patients were studied, 45% men and 55% women, with a mean age of 51,9±11,9 years.82,8% of the stenosis were from benign etiology whereas 17,2 had malignant disease. A total of 1141 prostheses were deployed. 51,3% presented complications, where mucus plug (35,3%). Airway stenting clinically improved 78,66% of the patients. Conclusiones: Tracheobronchial stenting is a valid therapeutic procedure in central airway stenosis. Although complications were common, they were of minor gravity.Traballo fin de mestrado (UDC.FCS). Asistencia e investigación sanitaria. Especialidade en Investigación clínica. Curso 2019/202

Modelling particle transport and deposition in the human healthy and stented tracheobronchial airways

The main goal of this study is the quantification of the particle transport and deposition within the human airways during light, normal and exercise breathing conditions using the computational fluid dynamics. In particular we presented a comparison between healthy and stented airways. The considered tracheobronchial model is based on the Weibel symmetric model in which we have inserted the Dumon prosthesis at different locations and on the CT- based geometries of a healthy and a stented airway. The results indicate an important redistribution of the particle deposition locations. Local overdoses can be found in the proximal regions of the prostheses, independently of the breathing conditions, of the particle size and of the considered geometry. The presented work is aimed to contribute to the understanding of the particle deposition in the human lung and to improve drug-aerosol therapies. For patients that underwent airways reconstructive surgery, it can give detailed information about the deposition efficiency and it may help targeting specific airways regions.The authors gratefully acknowledge the support of the Spanish Ministry of Industry and Competitiveness through the research Project DPI2017-83259-R (AEI/FEDER,UE)

Pig in vitro fertilization: where are we and where do we go?

©2019. This manuscript version is made available under the CC-BY-NC-ND 4.0 license http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ This document is the Accepted version of a Published Work that appeared in final form in Theriogenology. To access the final edited and published work see https://doi.org/10.1016/j.theriogenology.2019.05.045The pig is an important livestock animal. Biotechnological interest in this species has increased due to its use, among others, in the generation of transgenic animals for use in biomedicine based on its greater physiological proximity to the human species than other large domestic animals. This development has paralleled an improvement in Assisted Reproduction Techniques (ART) used for this species. However, the ability to generate animals from embryos produced entirely in vitro is still limited and a wide margin for improvement remains. Here we review the procedures, additives, and devices used during pig in vitro fertilization (IVF), focusing on the main points of each step that have offered the best results in terms of increased efficiency of the system. The lack of standardized protocols and consensus on the parameters to be assessed makes it difficult to compare results across different studies, but some conclusions are drawn from the literature. We anticipate that new physiological protocols will advance the field of swine IVF, including induction of prefertilization ZP hardening with oviductal fluid, sperm preparation by swim-up method, increased viscosity through the addition of inert molecules or reproductive biofluids, and the incorporation of 3D devices. Here we also reflect on the need to expand the variables on which the efficiency of pig IVF is based, providing new parameters that should be considered to supply more objective and quantitative assessment of IVF additives and protocols

Nitric oxide‑targeted protein phosphorylation during human sperm capacitation

Among many other molecules, nitric oxide insures the correct progress of sperm capacitation by mediating phosphorylation events. For a more comprehensive understanding of how this happens, we capacitated human spermatozoa from healthy men in the presence/absence of S-Nitrosoglutathione, a nitric oxide donor, two nitric oxide synthase inhibitors, NG- Nitro-l-arginine Methyl Ester Hydrochloride and Aminoguanidine Hemisulfate salt and, finally, with/without l-Arginine, the substrate for nitric oxide synthesis, and/or human follicular fluid. When analyzing the phosphorylation of protein kinase A substrates and tyrosine residues, we particularly observed how the inhibition of nitric oxide synthesis affects certain protein bands (~ 110, ~ 87, ~ 75 and ~ 62 kD) by lowering their phosphorylation degree, even when spermatozoa were incubated with l-Arginine and/or follicular fluid. Mass spectrometry analysis identified 29 proteins in these species, related to: spermatogenesis, binding to the zona pellucida, energy and metabolism, stress response, motility and structural organization, signaling and protein turnover. Significant changes in the phosphorylation degree of specific proteins could impair their biological activity and result in severe fertility-related phenotypes. These findings provide a deeper understanding of nitric oxide’s role in the capacitation process, and consequently, future studies in infertile patients should determine how nitric oxide mediates phosphorylation events in the species here described

A parametric tool for studying a new tracheobronchial silicone stent prototype: toward a customized 3d printable prosthesis

The management of complex airway disorders is challenging, as the airway stent placement usually results in several complications. Tissue reaction to the foreign body, poor mechanical properties and inadequate fit of the stent in the airway are some of the reported problems. For this reason, the design of customized biomedical devices to improve the accuracy of the clinical results has recently gained interest. The aim of the present study is to introduce a parametric tool for the design of a new tracheo-bronchial stent that could be capable of improving some of the performances of the commercial devices. The proposed methodology is based on the computer aided design software and on the finite element modeling. The computational results are validated by a parallel experimental work that includes the production of selected stent configurations using the 3D printing technology and their compressive test.The research is supported by the Spanish Ministry of Economy, Industry and Competitiveness through research project DPI2017-83259-R (AEI/FEDER,UE).The support of the Instituto de Salud Carlos III (ISCIII) through the CIBER-BBN initiative is gratefully acknowledged

Manipulation of bicarbonate concentration in sperm capacitation media improves in vitro fertilisation output in porcine species

BackgroundThe in vivo concentration of bicarbonate (HCO3-), one of the essential sperm capacitating effectors, varies greatly in the different environments sperm go through from cauda epididymis to the fertilisation site. On the contrary, porcine in vitro sperm capacitation and fertilisation media usually contains a standard concentration of 25mmol/L, and one of the main problems presented is the unacceptable high incidence of polyspermy. This work hypothesised that by modifying the HCO3- concentration of the medium, the output of in vitro sperm capacitation and fertilisation could be increased.ResultsOnce exposed to the capacitation medium, the intracellular pH (pH(i)) of spermatozoa increased immediately even at low concentrations of HCO3-, but only extracellular concentrations of and above 15mmol/L increased the substrates protein kinase A phosphorylation (pPKAs). Although with a significant delay, 15mmol/L of HCO3- stimulated sperm linear motility and increased other late events in capacitation such as tyrosine phosphorylation (Tyr-P) to levels similar to those obtained with 25mmol/L. This information allowed the establishment of a new in vitro fertilisation (IVF) system based on the optimization of HCO3- concentration to 15mmol/L, which led to a 25.3% increment of the viable zygotes (8.6% in the standard system vs. 33.9%).ConclusionsOptimising HCO3- concentrations allows for establishing an IVF method that significantly reduced porcine polyspermy and increased the production of viable zygotes. A concentration of 15mmol/L of HCO3- in the medium is sufficient to trigger the in vitro sperm capacitation and increase the fertilisation efficiency in porcine.This work was supported by the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness (MINECO), the European Regional Development Fund (FEDER), Grants AGL2012-40180-C03-01-02 and AGL2015-66341-R), Fundacion Seneca (20040/GERM/16) and by a grant R01-HD-038082 (to P. E. V.) from the National Institutes of Health (NIH), USA

Should All Fractions of the Boar Ejaculate Be Prepared for Insemination Rather Than Using the Sperm Rich Only?

Boar ejaculate is released in several well-characterized fractions, differing in terms of sperm concentration, seminal plasma volume, and composition. However, the inclusion of the last part of the ejaculate for artificial insemination (AI) purposes is still under debate due to its controversial effects. Thus, there is a need to study the potential synergistic impact of the different ejaculate fractions. We aimed to evaluate the effect of accumulative ejaculate fractions on sperm conservation, AI performance, and offspring health. Ejaculates (n = 51) were collected and distributed as follows: F1: sperm-rich fraction; F2: sperm-rich + intermediate fractions; F3: sperm-rich + intermediate + poor fractions. Each group was diluted in a commercial extender, packaged in seminal doses (2000 × 106 sperm/60 mL), and stored at ~16 °C. On day 3 of conservation, sperm were analyzed and used for AI (n = 174). High sperm quality was observed after storage without a significant difference between the groups (p > 0.05). Moreover, no differences were obtained for AI performance (pregnancy and farrowing rates, and litter size; p > 0.05) and offspring health (growth and blood analysis; p > 0.05). Conclusively, the presence of all ejaculate fractions within the seminal doses does not impair the reproductive performance, reporting important economic savings according to the economic model included here.This research was supported by the Ministry of Science and Innovation (PID2019-106380RB-I00/AEI/10.13039/501100011033)

Glicosaminoglicanos aislados de fluidos del tracto genital femenino aumentan la eficiencia de la fertilización in vitro en cerdos

Después del apareamiento natural, miles de millones de espermatozoides se transportan en el tracto genital femenino donde quedan expuestos a fluidos biológicos como el líquido uterino, el líquido oviductal y el líquido folicular. La mayoría de estos fluidos están compuestos de moléculas complejas que incluyen grandes cantidades de glicosaminoglicanos (GAGs). Los GAGs son una familia de polisacáridos lineales que contienen disacáridos de hexosamina repetitivos. Según su estructura, se han descripto dos clases principales de GAGs: los GAGs sulfatados, incluidos el sulfato de heparán (HS), el sulfato de condroitina (CS), el sulfato de queratán (KS) y el GAG no sulfatado ácido hialurónico (HA). Diferentes estudios mostraron que los GAGs pueden estar involucrados en la capacitación y la reacción acrosomal “in vivo” y su presencia en el reservorio espermático podría mantener la estabilidad de la membrana del espermatozoide. Dado que el ácido hialurónico parece mediar en el proceso de fertilización, en este estudio nos propusimos aislar los GAGs de fluidos del tracto femenino de cerdas y evaluar su efecto en la fertilización in vitro (FIV). Se aislaron GAGs de fluido folicular (G-FF), fluido oviductal (G-OF) y secreción de células del cumulus (G-COS). Los GAG se aislaron mediante digestión con proteasa, seguido de extracción de lípidos y etapas secuenciadas de precipitaciones. La composición de GAGs se determinó como se describió previamente por Volpi N et.al. (J Matern Fetal Neonatal Med. 22: 1-61. 2018). La FIV se realizó en medio TALP conteniendo 120 μg / ml de G-COS, 120 μg / ml de G-FOP, 120 μg / ml de G-FF, 100 o 500 μg / ml de HA. Cada grupo se co-cultivó con 5x105 espermatozoides/ml y se determinaron los parámetros de fertilización. Se observó que G-FF mostró la menor tasa de unión a la zona pelúcida, mientras que mostró la tasa de penetración de espermatozoides más alta (%) y la mayor eficiencia para formar pronúcleos (P <0.05, ANOVA seguido de Tukey post hoc). No se observó ningún efecto después de la incubación con HA o G-COS. Este estudio preliminar sugiere que los GAG aislados del FF pueden mejorar los resultados de la FIV en porcinos.Fil: Aguilera, Andrea Carolina. Universidad del Aconcagua. Facultad de Ciencias Médicas; Argentina. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza; ArgentinaFil: Viera, Luis Alberto. Universidad de Murcia; EspañaFil: Volpi, Nicola. Università Di Modena E Reggio Emilia.; ItaliaFil: Matás, Carmen. Universidad de Murcia; EspañaIV Joint Meeting of The Biology Societies of ArgentinaMendozaArgentinaSociedad de Biología de CuyoSociedad Argentina de BiologíaSociedad de Biología de CórdobaSociedad de Biología de RosarioAsociación de Biología de Tucumá

Regulation of boar sperm functionality by the nitric oxidesynthase/nitric oxide system

Purpose Nitric oxide (NO) is a free radical synthesized mainly by nitric oxide synthases (NOSs). NO regulates many aspects in sperm physiology in different species. However, in vitro studies investigating NOS distribution, and how NO influences sperm capacitation and fertilization (IVF) in porcine, have been lacking. Therefore, our study aimed to clarify these aspects. Methods Two main experiments were conducted: (i) boar spermatozoa were capacitated in the presence/absence of S-nitrosoglutathione (GSNO), a NO donor, and two NOS inhibitors, N-G-nitro-L-arginine methyl ester hydrochloride (L-NAME) and aminoguanidine hemisulfate salt (AG), and (ii) IVF was performed in the presence or not of these supplements, but neither the oocytes nor the sperm were previously incubated in the supplemented media. Results Our results suggest that NOS distribution could be connected to pathways which lead to capacitation. Treatments showed significant differences after 30 min of incubation, compared to time zero in almost all motility parameters (P < 0.05). When NOSs were inhibited, three protein kinase A (PKA) substrates (similar to 75, similar to 55, and similar to 50 kDa) showed lower phosphorylation levels between treatments (P < 0.05). No differences were observed in total tyrosine phosphorylation levels evaluated by Western blotting nor in situ. The percentage of acrosome-reacted sperm and phosphatidylserine translocation was significantly lower with L-NAME. Both inhibitors reduced sperm intracellular calcium concentration and IVF parameters, but L-NAME impaired sperm ability to penetrate denuded oocytes. Conclusions These findings point out to the importance of both sperm and cumulus-oocyte-derived NO in the IVF outcome in porcine.This study was supported by H2020 MSC-ITN-EJD 675526 REP-BIOTECH, the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness (MINECO), and the European Regional Development Fund (FEDER), Grant AGL2015-66341-R, and by a grant ESPDOC17/33 (to Jon Romero-Aguirregomezcorta) from the University of the Basque Country (UPV/EHU, Spain)