¿cómo guían los mecánicos la actividad de los fibroblastos? las complejas interrupciones durante el enfisema dan forma a las respuestas celulares y limitan la investigación
Autores: Leslie, Mathew N.; Chou, Joshua; Young, Paul M.; Traini, Daniela; Bradbury, Peta; Ong, Hui Xin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
¿cómo guían los mecánicos la actividad de los fibroblastos? las complejas interrupciones durante el enfisema dan forma a las respuestas celulares y limitan la investigación
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Enfisema
Número de muertos
Parénquima pulmonar
Biomecánica
Fibroblastos
Señales mecánicas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
El número de muertes por enfisema ha aumentado constantemente en las últimas décadas, lo que ha provocado que la enfermedad se convierta en la tercera causa de muerte más común en todo el mundo en 2019. El enfisema es actualmente incurable y puede ser debido a una condición genética (deficiencia de alfa-1 antitripsina) o a la exposición a contaminantes/irritantes, como el humo del cigarrillo o los gases de cocción mal ventilados. A pesar de la creciente carga del enfisema, los mecanismos detrás de la patogénesis y progresión enfisematosa no son completamente comprendidos por la literatura científica. Un aspecto clave de la progresión enfisematosa es la destrucción de la matriz extracelular del parénquima pulmonar (ECM), causando un cambio drástico en las propiedades mecánicas del pulmón (conocido como mecanobiología). Las propiedades mecánicas del pulmón, como la rigidez del parénquima (medida como el módulo elástico) y las fuerzas de estiramiento requeridas para la inhalación y exhalación, se ven reducidas en el enfisema. Los fibroblastos funcionan para mantener la integridad estructural y mecánica del parénquima pulmonar, sin embargo, en el contexto del enfisema, estos fibroblastos parecen ser incapaces de reparar la ECM, permitiendo así que el enfisema progrese. Esta relación entre las alteraciones en las señales mecánicas experimentadas por un pulmón enfisematoso y el comportamiento de los fibroblastos es constantemente pasada por alto y consecuentemente poco estudiada, lo que justifica una mayor investigación. Interesantemente, el fracaso de los modelos de investigación actuales para integrar el entorno mecánico alterado de un pulmón enfisematoso puede estar limitando nuestra comprensión de la patogénesis y progresión del enfisema, lo que potencialmente interrumpe el desarrollo de tratamientos novedosos. Esta revisión se centrará en la importancia de la mecanobiología del pulmón enfisematoso para la actividad de los fibroblastos y las limitaciones actuales de la investigación examinando: (1) el impacto de las señales mecánicas en la actividad de los fibroblastos y el ciclo celular, (2) el papel potencial de las señales mecánicas en la actividad disminuida de los fibroblastos enfisematosos y, finalmente, (3) las limitaciones de los modelos de investigación y tratamientos actuales del pulmón enfisematoso como resultado del entorno mecánico del enfisema pasado por alto.
Descripción
El número de muertes por enfisema ha aumentado constantemente en las últimas décadas, lo que ha provocado que la enfermedad se convierta en la tercera causa de muerte más común en todo el mundo en 2019. El enfisema es actualmente incurable y puede ser debido a una condición genética (deficiencia de alfa-1 antitripsina) o a la exposición a contaminantes/irritantes, como el humo del cigarrillo o los gases de cocción mal ventilados. A pesar de la creciente carga del enfisema, los mecanismos detrás de la patogénesis y progresión enfisematosa no son completamente comprendidos por la literatura científica. Un aspecto clave de la progresión enfisematosa es la destrucción de la matriz extracelular del parénquima pulmonar (ECM), causando un cambio drástico en las propiedades mecánicas del pulmón (conocido como mecanobiología). Las propiedades mecánicas del pulmón, como la rigidez del parénquima (medida como el módulo elástico) y las fuerzas de estiramiento requeridas para la inhalación y exhalación, se ven reducidas en el enfisema. Los fibroblastos funcionan para mantener la integridad estructural y mecánica del parénquima pulmonar, sin embargo, en el contexto del enfisema, estos fibroblastos parecen ser incapaces de reparar la ECM, permitiendo así que el enfisema progrese. Esta relación entre las alteraciones en las señales mecánicas experimentadas por un pulmón enfisematoso y el comportamiento de los fibroblastos es constantemente pasada por alto y consecuentemente poco estudiada, lo que justifica una mayor investigación. Interesantemente, el fracaso de los modelos de investigación actuales para integrar el entorno mecánico alterado de un pulmón enfisematoso puede estar limitando nuestra comprensión de la patogénesis y progresión del enfisema, lo que potencialmente interrumpe el desarrollo de tratamientos novedosos. Esta revisión se centrará en la importancia de la mecanobiología del pulmón enfisematoso para la actividad de los fibroblastos y las limitaciones actuales de la investigación examinando: (1) el impacto de las señales mecánicas en la actividad de los fibroblastos y el ciclo celular, (2) el papel potencial de las señales mecánicas en la actividad disminuida de los fibroblastos enfisematosos y, finalmente, (3) las limitaciones de los modelos de investigación y tratamientos actuales del pulmón enfisematoso como resultado del entorno mecánico del enfisema pasado por alto.