Les chercheurs du Weill Cornell Medical College ont reçu une subvention de 6,5 millions de dollars de l'Institut national du coeur, des poumons et du sang pour mener un projet de recherche de cinq ans sur les changements métaboliques qui se produisent dans les cellules épithéliales des poumons chez les patients souffrant de maladie pulmonaire obstructive chronique ( BPCO) en raison de la cigarette. L'équipe cherchera également à déterminer quels fumeurs de cigarette ont le plus grand risque de développer une MPOC et d'essayer d'identifier de nouveaux biomarqueurs qui bénéficieront au développement de nouvelles thérapies pour la maladie.

Bien que le tabagisme soit une cause majeure de maladie, comme la MPOC, et soit la quatrième cause de mortalité la plus élevée, un cinquième de la population adulte continue de fumer, et à chaque inhalation, les poumons sont chargés de cent trillions d'oxydants et Plus de 4 000 composés chimiques. Il n'y a toujours pas de remède contre la MPOC et aucun biomarqueur pouvant diagnostiquer tôt la maladie. Le seul traitement disponible pour ceux qui souffrent de BPCO est l'oxygénothérapie.

Le chercheur principal, le Dr Ronald G. Crystal, président de la médecine génétique au Weill Cornell Medical College, déclare:

"Vingt pour cent des fumeurs reçoivent une MPOC, il est donc essentiel d'identifier qui est au plus haut risque et pourquoi. Une meilleure compréhension de la biologie sous-jacente de la MPOC et les changements métaboliques forcés par la fumée de cigarette aux cellules épithéliales des voies aériennes nous aideront à traiter efficacement Ce problème de santé majeur. Nous pouvons utiliser cette information pour développer de nouvelles façons de protéger les poumons ".

Les patients qui ont développé une MPOC en raison du tabagisme sont souvent insuffisants et le rétrécissement sévère des voies aériennes dans les poumons entraîne une perte de fonction pulmonaire. La MPOC est également liée à la progression de la «ciliopathie».

La plupart des cellules épithéliales dans la voie respiratoire du poumon sont des cils, c'est-à-dire des cellules importantes pour maintenir un poumon sain, qui sont vitales pour transporter le mucus et les bactéries inhalées comme les bactéries, sur les voies aériennes et hors des poumons pour prévenir une infection. La ciliopathie est un dysfonctionnement cellulaire dans les cellules épithéliales des voies respiratoires, ce qui entraîne une accumulation de mucus, des cellules ciliaires raccourcies et des défauts de défense contre l'infection.

Co-chercheur principal, le Dr Steven S. Gross, professeur de pharmacologie et directeur de l'installation de spectrométrie de masse à Weill Cornell explique:

"La ciliopathie se produit bien avant qu'il y ait des signes cliniques de la MPOC induite par le tabagisme. Cependant, la genèse sous-jacente de la ciliopathie des voies aériennes induite par le tabagisme est inconnue. L'objectif de notre étude est de combler cette lacune et d'identifier ce qui conduit exactement la ciliopathie chez les fumeurs BPCO. "

Selon les chercheurs, l'hypothèse de la ciliopathie est associée au stress oxydant que les dépôts de tabac sur les cellules de l'épithélium des voies respiratoires et la MPOC induite par le tabac sont liés à un métabolisme modifié dans le tissu pulmonaire et le sérum. Ils pensent que le profilage des métabolites dans les biofluides des patients atteints de MPOC permettra de mieux comprendre les mécanismes moléculaires sous-jacents du développement de la ciliopathie ainsi que la pathogénie de la MPOC.

Le Dr Crystal dit: «Un biomarqueur pour la MPOC serait utile pour identifier les fumeurs qui développeront la MPOC. Le succès de cette étude constituerait une étape majeure dans le développement de nouvelles approches pour le dépistage et le traitement des patients atteints de MPOC».

Pour leur nouveau projet de recherche, l'équipe utilisera pour la première fois une métabolomique pour identifier, examiner et analyser de manière générale des variations anormales du métabolisme cellulaire et des métabolites pour la MPOC dans les voies aériennes des cellules pulmonaires épithéliales. Ils examineront des milliers de petites molécules, mesurant les changements dans l'expression des métabolites en utilisant la technologie la plus avancée basée sur la spectrométrie de masse pour aider à la mise en page des métabolites à l'échelle mondiale des échantillons de sérum pulmonaire et de tissu pulmonaire des patients atteints de MPOC. Le métabolisme cellulaire est diverses réactions chimiques qui se produisent dans la cellule, tandis que les métabolites sont leurs produits de petites molécules, qui impliquent tous les aspects de la fonction cellulaire.

Le Dr Gross déclare: «L'utilisation de la métabolomique est une nouvelle approche puissante pour découvrir comment les cellules épithéliales des voies aériennes sont perturbées par le tabagisme et comment cela peut conduire à une MPOC. Le profil global des métabolites représente une voie inexploitée pour définir quelles voies biochimiques sont spécifiquement modifiées chez les fumeurs Avec la MPOC."

Les chercheurs combineront également le profil métabolique avec des études in vitro des sujets humains et de l'épithélium des voies respiratoires murines. Dans l'étude, ils analyseront le sérum, les liquides de la doublure épithéliale pulmonaire et les échantillons d'épithélium des voies respiratoires provenant de sujets de recherche humains, ainsi qu'une vaste cohorte d'échantillons d'essais cliniques humains et les compareront à différents types de populations, y compris les fumeurs, les non-fumeurs, les fumeurs Avec et sans fumeurs atteints de MPOC et fumeurs atteints de MPOC qui ont cessé de fumer.

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