Imatinib Is Protective Against Ischemia-Reperfusion Injury in an Ex Vivo Rabbit Model of Lung Injury

2018 ◽  
Vol 105 (3) ◽  
pp. 950-956 ◽  
Author(s):  
J. Trent Magruder ◽  
Joshua C. Grimm ◽  
Todd C. Crawford ◽  
Laura Johnston ◽  
Lakshmi Santhanam ◽  
...  
2014 ◽  
Author(s):  
Μαρίνα Μπαλανίκα

Η ισχαιμική βλάβη επανάρδευσης των πνευμόνων (LUNG ISCHEMIA REPERFUSION INJURY-LIRI) παραμένει η κυριότερη αιτία της οξείας απόρριψης των πνευμονικών μοσχευμάτων ενώ το μηχανικό stress που προκαλεί η εφαρμογή μηχανικού αερισμού αντιπροσωπεύει ένα επιπρόσθετο σημαντικό πλήγμα με καθοριστικό ρόλο στην τελική έκβαση μιας ιδιαίτερα πολύπλοκης διαδικασίας. Σκοπός της μελέτης μας ήταν να διερευνηθεί η συνδυασμένη επίδραση της μετά από ισχαιμία βλάβης επανάρδευσης και της προκαλούμενης από τον μηχανικό αερισμό πνευμονικής βλάβης (VENTILATOR INDUCED LUNG INJURY-VILI) σε πνεύμονα κουνελιού. Μελετήθηκαν 60 ex vivo παρασκευάσματα καρδιάς - πνευμόνων που τυχαιο-ποιήθηκαν σε τρία ζεύγη υπο-ομάδων (6 υπο-ομάδες συνολικά των 10 ζώων) με βάση τις συνθήκες επανάρδευσης (Υπεροξική→PO2>300 mmHg, Υποξική→ PO2=40-45 mmHg, Νορμοξική επανάρδευση→PaO2=120-170 mmHg). Όσον αφορά στην κατανομή στις κατηγορίες μηχανικού αερισμού ελεγχόμενης πίεσης, τα παρασκευάσματα κάθε ζεύγους χωρίστηκαν σε δύο υπο-ομάδες και συγκεκριμένα υπο-ομάδα χαμηλών πιέσεων (Pmax 15 cm H20) και υπο-ομάδα υψηλών πιέσεων (Pmax 25 cm H20). Δείκτες της προκαλούμενης πνευμονικής βλάβης αποτέλεσαν η αύξηση του βάρους του παρασκευάσματος καθώς και η αύξηση του συντελεστή υπερδιήθησης (Kfc). Η μέτρηση των κυτταροκινών στο βρογχοκυψελιδικό έκπλυμα (BALF) στο τέλος του πρωτοκόλλου, συνέβαλλε στην ολοκληρωμένη διερεύνηση της ενδεχόμενης βλάβης.Κύριο εύρημα της μελέτης μας αποτελεί η μεγαλύτερη αύξηση βάρους που παρουσίασαν τα πειραματόζωα που αερίστηκαν με μηχανικό αερισμό υψηλών πιέσεων (Pmax 25 cm H20) σε σχέση με τις αντίστοιχες υπο-ομάδες που αερίστηκαν με μηχανικό αερισμό χαμηλών πιέσεων (Pmax 15 cm H20) (p<0,05). Ανάλογη αύξηση παρουσίασε ο συντελεστής υπερδιήθησης (Kfc) στις υπο-ομάδες μηχανικού αερισμού υψηλών πιέσεων (p<0.05), ενώ οι μεταβολές του (dKfc) ήταν στατιστικά σημαντικότερες στην υπο-ομάδα εκείνη όπου ο αερισμός υψηλών πιέσεων συνδυάστηκε με υπεροξικές συνθήκες επανάρδευσης (p<0,05 συγκριτικά με τις υπο-ομάδες υποξικής και νορμοξικής επανάρδευσης σε συνδυασμό με μηχανικό αερισμό υψηλών πιέσεων, p<0,001 συγκριτικά με τις υπο-ομάδες υπεροξικής, υποξικής και νορμοξικής επανάρδευσης σε συνδυασμό με μηχανικό αερισμό χαμηλών πιέσεων). Τα επίπεδα του παράγοντα νέκρωσης του όγκου (Tumor Necrosis Factor – TNF-a) και τα αντίστοιχα επίπεδα της μαλονυλ- διαλδεϋδης (MDA) στο βρογχοκυψελιδικό έκπλυμα (BALF) δεν παρουσίασαν στατιστικά σημαντικές διαφορές αν και οι τιμές του TNF-a ήταν υψηλότερες στις ομάδες που αερίστηκαν με μηχανικό αερισμό υψηλών πιέσεων.Συμπερασματικά, από τη μελέτη μας προκύπτει ότι η βαρύτητα της πνευμο-νικής βλάβης (δημιουργία πνευμονικού οιδήματος) καθορίζεται κυρίως από τα χαρακτηριστικά του μηχανικού αερισμού (μηχανικός αερισμός με υψηλές τελοεισπνευστικές πιέσεις και υψηλούς τελοεισπνευστικούς όγκους). Παρ’ όλα αυτά, διαπιστώθηκε ότι ο συνδυασμός μη προστατευτικού μηχανικού αερισμού υψηλών πιέσεων με συγκεκριμένες συνθήκες μερικής πίεσης οξυγόνου στο υγρό της επανάρδευ¬σης και ειδικότερα με υπεροξική επανάρδευση, συμβάλλει στη διαμόρφωση της βαρύτητας της προκαλούμενης πνευμονικής βλάβης.


1999 ◽  
Vol 276 (1) ◽  
pp. L137-L145 ◽  
Author(s):  
Tsutomu Sakuma ◽  
Keiji Takahashi ◽  
Nobuo Ohya ◽  
Osamu Kajikawa ◽  
Thomas R. Martin ◽  
...  

To study the mechanisms responsible for ischemia-reperfusion lung injury, we developed an anesthetized rabbit model in which the effects of lung deflation, lung inflation, alveolar gas composition, hypothermia, and neutrophils on reperfusion pulmonary edema could be studied. Rabbits were anesthetized and ventilated, and the left pulmonary hilum was clamped for either 2 or 4 h. Next, the left lung was reperfused and ventilated with 100% oxygen. As indexes of lung injury, we measured arterial oxygenation, extravascular lung water, and the influx of a vascular protein (131I-labeled albumin) into the extravascular space of the lungs. The principal results were that 1) all rabbits with the deflation of the lung during ischemia for 4 h died of fulminant pulmonary edema within 1 h of reperfusion; 2) inflation of the ischemic lung with either 100% oxygen, air, or 100% nitrogen prevented the reperfusion lung injury; 3) hypothermia at 6–8°C also prevented the reperfusion lung injury; 4) although circulating neutrophils declined during reperfusion lung injury, there was no increase in interleukin-8 levels in the plasma or the pulmonary edema fluid, and, furthermore, neutrophil depletion did not prevent the reperfusion injury; and 5) ultrastructural studies demonstrated injury to both the lung endothelium and the alveolar epithelium after reperfusion in deflated lungs, whereas the inflated lungs had no detectable injury. In summary, ischemia-reperfusion injury to the rabbit lung can be prevented by either hypothermia or lung inflation with either air, oxygen, or nitrogen.


2008 ◽  
Vol 74 (8) ◽  
pp. 1009-1016 ◽  
Author(s):  
Atsunori Nakao ◽  
Gaetano Faleo ◽  
Hiroko Shimizu ◽  
Kiichi Nakahira ◽  
Junichi Kohmoto ◽  
...  

2021 ◽  
Author(s):  
Can Jin ◽  
Shucheng Zhang ◽  
Linlin Wu ◽  
Bohan Li ◽  
Meimei Shi ◽  
...  

Abstract Rationale: It is unclear whether removing the danger-associated molecular patterns (DAMPs) of gut lymph (GL) in the rats of gut ischemia-reperfusion injury (GIRI) model may reduce the distant organ lung injury.Objective: To determine whether oXiris gut lymph purification (GLP) may remove the DAMPs of GL in the rats’ model of acute lung injury (ALI) caused by GIRI.Methods: The experimental rats were divided into four groups: Sham group, GIRI group, GIRI + gut lymph drainage (GLD) group, and GIRI + GLP group. After successful modeling, the lung tissue samples of rats in each group were taken for hematoxylin-eosin (HE) staining and detection of expression levels of apoptotic indexes. The level of DAMPs was detected in blood and lymph. We observed its microstructure of type II alveolar epithelial cells (AECⅡ), and detected the expression level of apoptosis indexes.Measurements and Main Results: GIRI-induced destruction of alveolar structure, thickened alveolar walls, inflammatory cell infiltration emerged in the GIRI group, HMGB-1 and IL-6 levels significantly increased, and HSP70 and IL-10 levels reduced in lymph and serum. Compared with GIRI group, the lung tissue damage in GIRI + GLP group significantly improved, the expression level of HMGB-1 and IL-6 in the lymph and serum reduced, and HSP70 and IL-10 increased. The organelle structure of AECII in GIRI + GLP group was significantly improved compared with the GIRI group. Conclusions: oXiris GLP blocks the key link between DAMPs and mononuclear phagocyte system to inhibit inflammation and cell apoptosis, thereby reducing ALI induced by GIRI.


2021 ◽  
Vol 9 (6) ◽  
Author(s):  
Briana K. Shimada ◽  
Naaiko Yorichika ◽  
Jason K. Higa ◽  
Yuichi Baba ◽  
Motoi Kobayashi ◽  
...  

Author(s):  
Meredith A. Redd ◽  
Sarah E. Scheuer ◽  
Natalie J. Saez ◽  
Yusuke Yoshikawa ◽  
Han Sheng Chiu ◽  
...  

Background: Ischemia-reperfusion injury (IRI) is one of the major risk factors implicated in morbidity and mortality associated with cardiovascular disease. During cardiac ischemia, the build-up of acidic metabolites results in decreased intracellular and extracellular pH that can reach as low as 6.0-6.5. The resulting tissue acidosis exacerbates ischemic injury and significantly impacts cardiac function. Methods: We used genetic and pharmacological methods to investigate the role of acid sensing ion channel 1a (ASIC1a) in cardiac IRI at the cellular and whole organ level. Human induced pluripotent stem cell derived cardiomyocytes (hiPSC-CMs) as well as ex vivo and in vivo models of IRI were used to test the efficacy of ASIC1a inhibitors as pre- and post-conditioning therapeutic agents. Results: Analysis of human complex trait genetics indicate that variants in the ASIC1 genetic locus are significantly associated with cardiac and cerebrovascular ischemic injuries. Using hiPSC-CMs in vitro and murine ex vivo heart models, we demonstrate that genetic ablation of ASIC1a improves cardiomyocyte viability after acute IRI. Therapeutic blockade of ASIC1a using specific and potent pharmacological inhibitors recapitulates this cardioprotective effect. We used an in vivo model of myocardial infarction (MI) and two models of ex vivo donor heart procurement and storage as clinical models to show that ASIC1a inhibition improves post-IRI cardiac viability. Use of ASIC1a inhibitors as pre- or post-conditioning agents provided equivalent cardioprotection to benchmark drugs, including the sodium-hydrogen exchange inhibitor zoniporide. At the cellular and whole organ level, we show that acute exposure to ASIC1a inhibitors has no impact on cardiac ion channels regulating baseline electromechanical coupling and physiological performance. Conclusions: Collectively, our data provide compelling evidence for a novel pharmacological strategy involving ASIC1a blockade as a cardioprotective therapy to improve the viability of hearts subjected to IRI.


Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document