The alveolar-capillary interface is the key functional element of gas exchange in the human lung, and disruptions to this interface can lead to significant medical complications. However, it is currently challenging to adequately model this interface in vitro, as it requires not only the co-culture of human alveolar epithelial and endothelial cells but mainly the preparation of a biocompatible scaffold that mimics the basement membrane. This scaffold should support cell seeding from both sides, and maintain optimal cell adhesion, growth, and differentiation conditions. Our study investigates the use of polycaprolactone (PCL) nanofibers as a versatile substrate for such cell cultures, aiming to model the alveolar-capillary interface more accurately. We optimized nanofiber production parameters, utilized polyamide mesh UHELON as a mechanical support for scaffold handling, and created 3D-printed inserts for specialized co-cultures. Our findings confirm that PCL nanofibrous scaffolds are manageable and support the co-culture of diverse cell types, effectively enabling cell attachment, proliferation, and differentiation. Our research establishes a proof-of-concept model for the alveolar-capillary interface, offering significant potential for enhancing cell-based testing and advancing tissue-engineering applications that require specific nanofibrous matrices.
BACKGROUND: The dominant feature of COVID-19-associated ARDS is gas exchange impairment. Extravascular lung water index is a surrogate for lung edema and reflects the level of alveolocapillary disruption. The primary aim was the prediction of extravascular lung water index by the alveolar-arterial oxygen difference. The secondary aims were in determining the relationship between the extravascular lung water index and other oxygenation parameters, the [Formula: see text], end-tidal oxygen concentration, pulmonary oxygen gradient ([Formula: see text] minus end-tidal oxygen concentration), and [Formula: see text]. METHODS: This observational prospective single-center study was performed at the Department of Anaesthesiology and Intensive Care, The University Hospital in Ostrava, The Czech Republic, during the COVID-19 pandemic, from March 20, 2020, until May 24, 2021. RESULTS: The relationship between the extravascular lung water index and alveolar-arterial oxygen difference showed only a mild-to-moderate correlation (r = 0.33, P < .001). Other extravascular lung water index correlations were as follows: [Formula: see text] (r = 0.33, P < .001), end-tidal oxygen concentration (r = 0.26, P = .0032), [Formula: see text] minus end-tidal oxygen concentration (r = 0.15, P = .0624), and [Formula: see text] (r = -0.15, P = .01). CONCLUSIONS: The alveolar-arterial oxygen difference does not reliably correlate with the extravascular lung water index and the degree of lung edema in COVID-19-associated ARDS.
- MeSH
- COVID-19 * komplikace patofyziologie MeSH
- dospělí MeSH
- extravaskulární plicní voda * metabolismus MeSH
- kyslík * metabolismus MeSH
- lidé středního věku MeSH
- lidé MeSH
- plicní alveoly * metabolismus patofyziologie MeSH
- plicní edém etiologie patofyziologie MeSH
- prospektivní studie MeSH
- senioři MeSH
- syndrom dechové tísně * patofyziologie etiologie MeSH
- výměna plynů v plicích MeSH
- Check Tag
- dospělí MeSH
- lidé středního věku MeSH
- lidé MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- senioři MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- pozorovací studie MeSH
- Geografické názvy
- Česká republika MeSH
- MeSH
- alveolokapilární membrána ultrastruktura MeSH
- lidé MeSH
- plicní edém * etiologie klasifikace patofyziologie MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- přehledy MeSH
Hemofagocytární syndrom, difuzní alveolární hemoragie, katastrofický antifosfolipidový syndrom a různé typy trombotických mikroangiopatií patří mezi vzácné stavy s významnou morbiditou a mortalitou. Společným rysem bývá pozdní stanovení diagnózy, což může ovlivnit úspěšnost léčby. Cílem přehledného článku je shrnutí základních diagnostických a léčebných kroků předmětné subpopulace kriticky nemocných.
Haemophagocytic syndrome, diffuse alveolar haemorrhage, catastrophic antiphospholipid syndrome and various types of thrombotic microangiopathies are rare conditions with significant morbidity and mortality. A common feature is late diagnosis, which can affect the success of treatment. The aim of this review article is to summarize the basic diagnostic and therapeutic steps of the present subpopulation of critically ill patients.
- MeSH
- antifosfolipidový syndrom diagnóza terapie MeSH
- dospělí MeSH
- hematologické komplikace těhotenství MeSH
- krvácení diagnóza terapie MeSH
- lidé středního věku MeSH
- lidé MeSH
- lymfohistiocytóza hemofagocytární diagnóza terapie MeSH
- péče o pacienty v kritickém stavu * MeSH
- plicní alveoly patologie MeSH
- těhotenství MeSH
- trombotické mikroangiopatie * diagnóza terapie MeSH
- výsledek terapie MeSH
- Check Tag
- dospělí MeSH
- lidé středního věku MeSH
- lidé MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- těhotenství MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- kazuistiky MeSH
- Klíčová slova
- EPs 7630,
- MeSH
- antivirové látky MeSH
- fytoterapie MeSH
- imunomodulační látky MeSH
- internalizace viru účinky léků MeSH
- klinická studie jako téma MeSH
- lidé MeSH
- Pelargonium * MeSH
- pneumocyty účinky léků MeSH
- rostlinné extrakty * farmakologie imunologie terapeutické užití MeSH
- SARS-CoV-2 MeSH
- syndrom uvolnění cytokinů farmakoterapie MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
Disruption of the alveolar-endothelial barrier caused by inflammation leads to the progression of septic acute lung injury (ALI). In the present study, we investigated the beneficial effects of simvastatin on the endotoxin lipopolysaccharide (LPS)-induced ALI and its related mechanisms. A model of ALI was induced within experimental sepsis developed by intraperitoneal injection of a single non-lethal LPS dose after short-term simvastatin pretreatment (10-40 mg/kg orally). The severity of the lung tissue inflammatory injury was expressed as pulmonary damage scores (PDS). Alveolar epithelial cell apoptosis was confirmed by TUNEL assay (DNA fragmentation) and expressed as an apoptotic index (AI), and immunohistochemically for cleaved caspase-3, cytochrome C, and anti-apoptotic Bcl-xL, an inhibitor of apoptosis, survivin, and transcriptional factor, NF-kB/p65. Severe inflammatory injury of pulmonary parenchyma (PDS 3.33 ± 0.48) was developed after the LPS challenge, whereas simvastatin significantly and dose-dependently protected lung histology after LPS (p < 0.01). Simvastatin in a dose of 40 mg/kg showed the most significant effects in amelioration alveolar epithelial cells apoptosis, demonstrating this as a marked decrease of AI (p < 0.01 vs. LPS), cytochrome C, and cleaved caspase-3 expression. Furthermore, simvastatin significantly enhanced the expression of Bcl-xL and survivin. Finally, the expression of survivin and its regulator NF-kB/p65 in the alveolar epithelium was in strong positive correlation across the groups. Simvastatin could play a protective role against LPS-induced ALI and apoptosis of the alveolar-endothelial barrier. Taken together, these effects were seemingly mediated by inhibition of caspase 3 and cytochrome C, a finding that might be associated with the up-regulation of cell-survival survivin/NF-kB/p65 pathway and Bcl-xL.
- MeSH
- akutní poškození plic * chemicky indukované farmakoterapie metabolismus MeSH
- apoptóza MeSH
- cytochromy c metabolismus MeSH
- endotoxiny škodlivé účinky MeSH
- kaspasa 3 genetika metabolismus MeSH
- lidé MeSH
- lipopolysacharidy toxicita MeSH
- NF-kappa B * metabolismus MeSH
- plíce patologie MeSH
- pneumocyty metabolismus MeSH
- simvastatin škodlivé účinky MeSH
- survivin genetika MeSH
- upregulace MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
In this review, we discuss the role of pulmonary surfactant in the host defense against respiratory pathogens, including novel coronavirus SARS-CoV-2. In the lower respiratory system, the virus uses angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) receptor in conjunction with serine protease TMPRSS2, expressed by alveolar type II (ATII) cells as one of the SARS-CoV-2 target cells, to enter. ATII cells are the main source of surfactant. After their infection and the resulting damage, the consequences may be severe and may include injury to the alveolar-capillary barrier, lung edema, inflammation, ineffective gas exchange, impaired lung mechanics and reduced oxygenation, which resembles acute respiratory distress syndrome (ARDS) of other etiology. The aim of this review is to highlight the key role of ATII cells and reduced surfactant in the pathogenesis of the respiratory form of COVID-19 and to emphasize the rational basis for exogenous surfactant therapy in COVID-19 ARDS patients.
- MeSH
- angiotensin konvertující enzym 2 metabolismus MeSH
- COVID-19 imunologie metabolismus virologie MeSH
- farmakoterapie COVID-19 MeSH
- interakce hostitele a patogenu MeSH
- internalizace viru MeSH
- lidé MeSH
- plíce účinky léků imunologie metabolismus virologie MeSH
- plicní surfaktanty terapeutické užití MeSH
- pneumocyty účinky léků imunologie metabolismus virologie MeSH
- proteiny asociované s plicním surfaktantem metabolismus MeSH
- SARS-CoV-2 imunologie patogenita MeSH
- serinové endopeptidasy metabolismus MeSH
- virové receptory metabolismus MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- přehledy MeSH
Případ čtyřicetileté ženy po dvou asfyktických zástavách v intervalu několika měsíců s nálezem difuzní alveolární hemoragie nejasné etiologie zjištěné až v průběhu hospitalizace v našem zdravotnickém zařízení. Po stanovení správné diagnózy systémového lupusu erythematodes byla zahájena adekvátní terapie s úspěšným navozením remise onemocnění a navrácením pacientky do normálního života.
We report on a case of a 40-year-old female who presented with two respiratory arrests occurring a few months apart. The investigations performed in our hospital during admission showed diffuse alveolar haemorrhage of unknown aetiology. Once the correct diagnosis of systemic lupus erythematosus was made, adequate treatment was initiated. This induced remission of the disease and allowed the patient to return to her normal life.
- Klíčová slova
- difuzní alveolární hemoragie,
- MeSH
- bronchoskopie MeSH
- diferenciální diagnóza MeSH
- dospělí MeSH
- hormony kůry nadledvin terapeutické užití MeSH
- imunosupresiva terapeutické užití MeSH
- krvácení etiologie terapie MeSH
- lidé MeSH
- plicní alveoly patofyziologie MeSH
- pneumonie diagnóza etiologie terapie MeSH
- srdeční zástava * MeSH
- systémový lupus erythematodes * diagnóza farmakoterapie komplikace MeSH
- vaskulitida patologie MeSH
- Check Tag
- dospělí MeSH
- lidé MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- kazuistiky MeSH
Základním patologickým projevem covid-19 je intersticiální pneumonie charakteru difuzního alveolárního poškození. Od DAD/ARDS z jiných příčin má však několik zvláštních histopatologických rysů: v plicním parenchymu se často nacházejí současně všechna stadia DAD - akutní, subakutní i chronické; ve všech typech plicních cév (mikrocirkulaci, tepnách i žilách) bývají destičkové a fibrinové tromby s tvorbou plicních infarktů; zánět má výraznou hemoragickou složku - prokrvácení plic; jsou přítomny atypické pneumocyty II. typu; v kapilárách se nacházejí zvláštní megakaryocyty; elektronmikroskopicky lze prokázat v buňkách viry; je výrazná tendence k bakteriální či mykotické superinfekci. V srdci jsou při covid-19 patologické nálezy časté, zatím však nebyla prokázána žádná specifická reprodukovatelná histopatologie covid-19 myokardiálního poškození. Fatální myokarditida je vzácná. Příčinou myokardiálního postižení je nejspíše toxický a kardiodepresorický vliv mediátorů zánětu, které jsou excesivně zvýšené při těžkém průběhu onemocnění.
In covid-19, the basic lesion is interstitial pneumonia presenting as diffuse alveolar damage. However, unlike DAD/ARDS from other causes, there are several rather specific histopathological features: in the lung parenchyma, there is frequently a combination of all stages of DAD - acute, subacute, and chronic; platelet, and fibrin-rich thrombi are found in all types of pulmonary vessels - microcirculation, arteries, and veins, with formation of lung infarctions; the inflammation has a marked hemorrhagic character - alveolar bleeding; presence of atypical activated type II pneumocytes; unusual ("naked") megakaryocytes within the microvasculature; presence of virions in lung cells; and tendency to bacterial or fungal superinfection. In the heart, no specific, reproducible histopathology of covid-19 myocardial injury has been shown at autopsy and the rates of fatal myocarditis are low.
Lysosome-associated membrane glycoprotein 3 (LAMP3) is a type I transmembrane protein of the LAMP protein family with a cell-type-specific expression in alveolar type II cells in mice and hitherto unknown function. In type II pneumocytes, LAMP3 is localized in lamellar bodies, secretory organelles releasing pulmonary surfactant into the extracellular space to lower surface tension at the air/liquid interface. The physiological function of LAMP3, however, remains enigmatic. We generated Lamp3 knockout mice by CRISPR/Cas9. LAMP3 deficient mice are viable with an average life span and display regular lung function under basal conditions. The levels of a major hydrophobic protein component of pulmonary surfactant, SP-C, are strongly increased in the lung of Lamp3 knockout mice, and the lipid composition of the bronchoalveolar lavage shows mild but significant changes, resulting in alterations in surfactant functionality. In ovalbumin-induced experimental allergic asthma, the changes in lipid composition are aggravated, and LAMP3-deficient mice exert an increased airway resistance. Our data suggest a critical role of LAMP3 in the regulation of pulmonary surfactant homeostasis and normal lung function.
- MeSH
- bronchiální astma chemicky indukované genetika metabolismus patologie MeSH
- bronchoalveolární lavážní tekutina MeSH
- editace genu metody MeSH
- homeostáza genetika MeSH
- lipidomika MeSH
- modely nemocí na zvířatech MeSH
- myši knockoutované MeSH
- myši MeSH
- ovalbumin aplikace a dávkování MeSH
- plíce metabolismus patologie MeSH
- plicní alveoly metabolismus patologie MeSH
- plicní surfaktanty metabolismus MeSH
- pneumocyty metabolismus patologie MeSH
- protein - isoformy genetika metabolismus MeSH
- protein C asociovaný s plicním surfaktantem genetika metabolismus MeSH
- protein DC-LAMP nedostatek genetika MeSH
- regulace genové exprese MeSH
- respirační funkční testy MeSH
- rezistence dýchacích cest MeSH
- signální transdukce MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- myši MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
