Genetic predisposition and Pediatric Acute Respiratory Distress Syndrome: New tools for genetic study

Indexación: Web of Science; Scielo.El síndrome de distrés respiratorio agudo (SDRA) es la forma más grave de falla respiratoria. Teóricamente, cualquier noxa pulmonar aguda puede resultar en un SDRA, pero solo un pequeño porcentaje de individuos desarrolla la enfermedad. Sobre este fundamento, factores genéticos han sido implicados en el riesgo de desarrollar SDRA. Basado en la fisiopatología de esta enfermedad, múltiples genes candidatos han sido evaluados como potenciales modificadores, tanto en pacientes como en modelos animales de SDRA. Datos experimentales y estudios clínicos recientes sugieren que variantes de genes implicados en procesos clave de daño tisular, celular y molecular pulmonar pueden influir en la predisposición y el pronóstico del SDRA. Sin embargo, la patogénesis del SDRA pediátrico es compleja y, en consecuencia, es posible anticipar que muchos genes pueden contribuir a ella. Variantes genéticas, tales como polimorfismos de nucleótido simple y variantes del número de copias, están probablemente asociadas con la predisposición al SDRA en niños con lesión pulmonar primaria. El estudio de asociación del genoma completo (GWAS, del inglés Genome-Wide Association Study) puede examinar estas variantes sin sesgos y ayudar a identificar nuevos genes fundamentales y vías patogénicas clave para futuros análisis. Esta aproximación también puede tener implicancias clínicas diagnósticas y terapéuticas, como predecir el riesgo del paciente o desarrollar un enfoque terapéutico personalizado para este grave síndrome.Acute respiratory distress syndrome (ARDS) is the most severe form of respiratory failure. Theoretically, any acute lung condition can lead to ARDS, but only a small percentage of individuals actually develop the disease. On this basis, genetic factors have been implicated in the risk of developing ARDS. Based on the pathophysiology of this disease, many candidate genes have been evaluated as potential modifiers in patient, as well as in animal models, of ARDS. Recent experimental data and clinical studies suggest that variations of genes involved in key processes of tissue, cellular and molecular lung damage may influence susceptibility and prognosis of ARDS. However, the pathogenesis of pediatric ARDS is complex, and therefore, it can be expected that many genes might contribute. Genetic variations such as single nucleotide polymorphisms and copy-number variations are likely associated with susceptibility to ARDS in children with primary lung injury. Genome-wide association (GWA) studies can objectively examine these variations, and help identify important new genes and pathogenetic pathways for future analysis. This approach might also have diagnostic and therapeutic implications, such as predicting patient risk or developing a personalized therapeutic approach to this serious syndrome.http://ref.scielo.org/kqgf3

Respuesta cardiopulmonar a cambios de oxigenación en recién nacidos de ovejas de diferentes altitudes

La exposición a la hipoxia crónica en el altiplano andino durante el período perinatal induce hipertensión pulmonar y cambios estructurales y funcionales en la circulación pulmonar y sistémica. El objetivo de este estudio fue analizar los efectos de la gestación y vida perinatal temprana a diferentes altitudes, en el sistema cardiovascular sistémico y pulmonar en recién nacidos de oveja. Corderos de tierras bajas (200m) y tierras altas (dos grupos: 3.600m y 4.600m) fueron cateterizados bajo anestesia general y sometidos a episodios de hipoxia/hiperoxia. Gasometría arterial y venosa, frecuencia cardiaca, gasto cardiaco, presión arterial sistémica y pulmonar, y resistencia vascular sistémica y pulmonar fueron analizadas a diferentes niveles de oxigenación en corderos de 1-2 semanas de edad. En condiciones basales, los corderos de altura (3,600m y 4,600m) presentaron un menor peso, PO2 y SaO2. Ambos grupos de altura tuvieron un gasto cardiaco mayor y una menor resistencia vascular sistémica. La altura determinó un aumento significativo de la presión arterial pulmonar con cambios en la sensibilidad al oxígeno de la circulación pulmonar. Interesantemente, estos efectos fueron mayores en corderos de 3,600m que en el grupo de 4,600m. La hipoxia graduada demostró que la presión pulmonar media fue mayor en corderos de 3,600m a cualquier nivel de PO2. Existe una relación importante entre el peso del cordero y los efectos cardiovasculares sistémicos con la altura. Las respuestas pulmonares fueron importantes en ambos grupos de altura pero más marcadas en los corderos de 3,600m. Corderos provenientes de alturas extremas (4,600m) han desarrollado una adaptación pulmonar particular, la cual les permite compensar la baja disponibilidad de oxígeno ambiental en el Altiplano Andino. La hipoxia crónica afecta la salud y producción del rebaño. Conocer los mecanismos involucrados en el desarrollo y establecimiento del sistema cardiovascular podría dar información para un mejor entendimiento de la fisiología y fisiopatología perinatal en tierras altas y en enfermedades que evolucionan con hipoxia crónica fetal y neonatal en tierras bajas. Esto podría dar claves para mejorar la producción animal local en poblaciones de tierras altas y entender la fisiopatología de la hipoxia crónica

Respuesta cardiopulmonar a cambios de oxigenación en recién nacidos de ovejas de diferentes altitudes

La exposición a la hipoxia crónica en el altiplano andino durante el período perinatal induce hipertensión pulmonar y cambios estructurales y funcionales en la circulación pulmonar y sistémica. El objetivo de este estudio fue analizar los efectos de la gestación y vida perinatal temprana a diferentes altitudes, en el sistema cardiovascular sistémico y pulmonar en recién nacidos de oveja. Corderos de tierras bajas (200m) y tierras altas (dos grupos: 3.600m y 4.600m) fueron cateterizados bajo anestesia general y sometidos a episodios de hipoxia/hiperoxia. Gasometría arterial y venosa, frecuencia cardiaca, gasto cardiaco, presión arterial sistémica y pulmonar, y resistencia vascular sistémica y pulmonar fueron analizadas a diferentes niveles de oxigenación en corderos de 1-2 semanas de edad. En condiciones basales, los corderos de altura (3,600m y 4,600m) presentaron un menor peso, PO2 y SaO2. Ambos grupos de altura tuvieron un gasto cardiaco mayor y una menor resistencia vascular sistémica. La altura determinó un aumento significativo de la presión arterial pulmonar con cambios en la sensibilidad al oxígeno de la circulación pulmonar. Interesantemente, estos efectos fueron mayores en corderos de 3,600m que en el grupo de 4,600m. La hipoxia graduada demostró que la presión pulmonar media fue mayor en corderos de 3,600m a cualquier nivel de PO2. Existe una relación importante entre el peso del cordero y los efectos cardiovasculares sistémicos con la altura. Las respuestas pulmonares fueron importantes en ambos grupos de altura pero más marcadas en los corderos de 3,600m. Corderos provenientes de alturas extremas (4,600m) han desarrollado una adaptación pulmonar particular, la cual les permite compensar la baja disponibilidad de oxígeno ambiental en el Altiplano Andino. La hipoxia crónica afecta la salud y producción del rebaño. Conocer los mecanismos involucrados en el desarrollo y establecimiento del sistema cardiovascular podría dar información para un mejor entendimiento de la fisiología y fisiopatología perinatal en tierras altas y en enfermedades que evolucionan con hipoxia crónica fetal y neonatal en tierras bajas. Esto podría dar claves para mejorar la producción animal local en poblaciones de tierras altas y entender la fisiopatología de la hipoxia crónica

Role of the α-adrenergic system in femoral vascular reactivity in neonatal llamas and sheep: A comparative study between highland and lowland species

Using an integrative approach at the whole animal, isolated vessels, and molecular levels, we tested the hypothesis that the llama, a species that undergoes pregnancy under the influence of the chronic hypoxia of high altitude, delivers offspring with an increased α-adrenergic peripheral vascular reactivity compared with neonates from lowland species. We studied the femoral vascular response to acute hypoxia in vivo, the reactivity of femoral vessels ex vivo, and the expression of femoral α 1-adrenergic receptor subtypes using RT-PCR in vitro. The increase in femoral resistance during hypoxia was 3.6 times greater in newborn llamas than newborn sheep (P<0.05). The sensitivity of the contractile response to noradrenaline (pD2=5.18±0.06 vs. 4.84±0.05, P < 0.05) and the maximal response (R max=101.3±1.4 vs.52.4±1.4% K + max, P < 0.05) and sensitivity (pD 2 = 5.47 ± 0.03vs. 4.57 ± 0.05, P<0.05) to phenylephrine were higher in femoral vessels from newborn llamas than newborn sheep. Competi

Cateterización de vasos sanguíneos fetales y maternos en llamas (Lama glama)

La técnica de cateterización fetal crónica ha permitido notables avances en el campo de la fisiología y fisiopatología materno–fetal. El objetivo de esta comunicación es describir la técnica de cateterización de vasos sanguíneos fetales y maternos en llamas y la respuesta cardiovascular materna y de gases arteriales fetales a la cirugía. Esta preparación experimental es potencialmente importante en el estudio adaptativo de la hipoxia crónica fetal.Se cateterizaron los vasos sanguíneos de seis fetos de llama y sus madres. Se ubicaron catéteres de polivinilo en arteria pedal, carótida y vena pedal en los fetos y arteria pedal en las madres. Durante el procedimiento se observó un aumento significativo de la frecuencia cardíaca materna y una tendencia al descenso de la presión arterial media. La medición de los gases arteriales fetales durante la cirugía fueron similares de los tomados 60 minutos después. Estos se caracterizaron por valores normales de P02 y de PC02, acompañado de una acidosis metabólica leve.El procedimiento de cateterización fetal y materna de la llama no fue difícil y la anestesia permitió una adecuada manipulación del feto y de la madre. Las complicaciones que se presentaron fueron una muerte fetal, durante la cirugía, debido a una hipotensión arterial materna por sobredosis de halotano. En otro caso se produjo una hemorragia fetal discreta debido a una ligadura deficiente de un vaso arterial.Pensamos que esta preparación animal puede ser de gran ayuda en fisiología y fisiopatología fetal y particularmente en el estudio de las adaptaciones materno–fetales a grandes altitudes y a la hipoxia.Palabras claves: cateterización, vasos sanguíneos, cirugía, pequeños rumiantes.AbstractChronic catheterization of fetal animals is a procedure that has had paramount importance in the advances achieved in the field of the maternal fetal physiology and pathophysiology. The aims of this commnunication are to describe the .surgical procedure for catheterization of fetal and maternal blood vessels and the maternal cardiovascular and fetal arterial gases responses to the surgery in the llama. This experimental preparation is potentially important in the studv of chronic fetal hypoxia. Six llama fetuses and their mothers were catheterized under general anesthesia. Catheters itere placed finto carotid and pedal arteries in the fetus and finto the pedal arter'y ¡ti the mother s. During the procedure it was observed a significant increase in the maternal heart cate and a tendency to decrease in the mean arterial pressure. Fetal arterial gases during the surger.y were not different from those obtained 60 minutes after surger.y. Fetal P02 and PC02 were normal but there was a mild metabolic acidosis.The surgical technique of fetal and maternal catheterization in the llama was not particularly different from those used ¡ti sheep, and the general anesthesia gane us good relaxation.in order to perform.fetal surgerv. We had one fetal death because a maternal arterial hypotension due to halothane overdose crnd ti rnild,fetal hernorrhage becaccse of a loose tie of an arterial vessel. The fetal and maternal llama preparation is,feasible to obtain. We think it could be of great help to study fetal physiology and pathophysiology, particulary in the study of maternal and fetal adaptations to high altitudes and to chronic hypoxia.Key words: catheterization, blood vessels, surgerv, small ruminants

Cateterización de vasos sanguíneos fetales y maternos en llamas (Lama glama)

La técnica de cateterización fetal crónica ha permitido notables avances en el campo de la fisiología y fisiopatología materno–fetal. El objetivo de esta comunicación es describir la técnica de cateterización de vasos sanguíneos fetales y maternos en llamas y la respuesta cardiovascular materna y de gases arteriales fetales a la cirugía. Esta preparación experimental es potencialmente importante en el estudio adaptativo de la hipoxia crónica fetal.Se cateterizaron los vasos sanguíneos de seis fetos de llama y sus madres. Se ubicaron catéteres de polivinilo en arteria pedal, carótida y vena pedal en los fetos y arteria pedal en las madres. Durante el procedimiento se observó un aumento significativo de la frecuencia cardíaca materna y una tendencia al descenso de la presión arterial media. La medición de los gases arteriales fetales durante la cirugía fueron similares de los tomados 60 minutos después. Estos se caracterizaron por valores normales de P02 y de PC02, acompañado de una acidosis metabólica leve.El procedimiento de cateterización fetal y materna de la llama no fue difícil y la anestesia permitió una adecuada manipulación del feto y de la madre. Las complicaciones que se presentaron fueron una muerte fetal, durante la cirugía, debido a una hipotensión arterial materna por sobredosis de halotano. En otro caso se produjo una hemorragia fetal discreta debido a una ligadura deficiente de un vaso arterial.Pensamos que esta preparación animal puede ser de gran ayuda en fisiología y fisiopatología fetal y particularmente en el estudio de las adaptaciones materno–fetales a grandes altitudes y a la hipoxia.Palabras claves: cateterización, vasos sanguíneos, cirugía, pequeños rumiantes.AbstractChronic catheterization of fetal animals is a procedure that has had paramount importance in the advances achieved in the field of the maternal fetal physiology and pathophysiology. The aims of this commnunication are to describe the .surgical procedure for catheterization of fetal and maternal blood vessels and the maternal cardiovascular and fetal arterial gases responses to the surgery in the llama. This experimental preparation is potentially important in the studv of chronic fetal hypoxia. Six llama fetuses and their mothers were catheterized under general anesthesia. Catheters itere placed finto carotid and pedal arteries in the fetus and finto the pedal arter'y ¡ti the mother s. During the procedure it was observed a significant increase in the maternal heart cate and a tendency to decrease in the mean arterial pressure. Fetal arterial gases during the surger.y were not different from those obtained 60 minutes after surger.y. Fetal P02 and PC02 were normal but there was a mild metabolic acidosis.The surgical technique of fetal and maternal catheterization in the llama was not particularly different from those used ¡ti sheep, and the general anesthesia gane us good relaxation.in order to perform.fetal surgerv. We had one fetal death because a maternal arterial hypotension due to halothane overdose crnd ti rnild,fetal hernorrhage becaccse of a loose tie of an arterial vessel. The fetal and maternal llama preparation is,feasible to obtain. We think it could be of great help to study fetal physiology and pathophysiology, particulary in the study of maternal and fetal adaptations to high altitudes and to chronic hypoxia.Key words: catheterization, blood vessels, surgerv, small ruminants

High-altitude chronic hypoxia during gestation and after birth modifies cardiovascular responses in newborn sheep

Perinatal exposure to chronic hypoxia induces sustained pulmonary hypertension and structural and functional changes in both pulmonary and systemic vascular beds. The aim of this study was to analyze consequences of high-altitude chronic hypoxia during gestation and early after birth in pulmonary and femoral vascular responses in newborn sheep. Lowland (LLNB; 580 m) and highland (HLNB; 3,600 m) newborn lambs were cathetherized under general anesthesia and submitted to acute sustained or stepwise hypoxic episodes. Contractile and dilator responses of isolated pulmonary and femoral small arteries were analyzed in a wire myograph. Under basal conditions, HLNB had a higher pulmonary arterial pressure (PAP; 20.2 +/- 2.4 vs. 13.6 +/- 0.5 mmHg, P < 0.05) and cardiac output (342 +/- 23 vs. 279 +/- 13 ml x min(-1) x kg(-1), P < 0.05) compared with LLNB. In small pulmonary arteries, HLNB showed greater contractile capacity and higher sensitivity to nitric oxide. In small femoral arteries, HLNB had lower maximal contraction than LLNB with higher maximal response and sensitivity to noradrenaline and phenylephrine. In acute superimposed hypoxia, HLNB reached higher PAP and femoral vascular resistance than LLNB. Graded hypoxia showed that average PAP was always higher in HLNB compared with LLNB at any Po2. Newborn lambs from pregnancies at high altitude have stronger pulmonary vascular responses to acute hypoxia associated with higher arterial contractile status. In addition, systemic vascular response to acute hypoxia is increased in high-altitude newborns, associated with higher arterial adrenergic responses. These responses determined in intrauterine life and early after birth could be adaptive to chronic hypoxia in the Andean altiplan

Generation of mouse-zebrafish hematopoietic tissue chimeric embryos for hematopoiesis and host-pathogen interaction studies

© 2018. Published by The Company of Biologists Ltd. Xenografts of the hematopoietic system are extremely useful as disease models and for translational research. Zebrafish xenografts have been widely used to monitor blood cancer cell dissemination and homing due to the optical clarity of embryos and larvae, which allow unrestricted in vivo visualization of migratory events. Here, we have developed a xenotransplantation technique that transiently generates hundreds of hematopoietic tissue chimeric embryos by transplanting murine bone marrow cells into zebrafish blastulae. In contrast to previous methods, this procedure allows mammalian cell integration into the fish developmental hematopoietic program, which results in chimeric animals containing distinct phenotypes of murine blood cells in both circulation and the hematopoietic niche. Murine cells in chimeric animals express antigens related to (i) hematopoietic stem and progenitor cells, (ii) active cell proliferation and (iii) myelo