Le syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA) est une forme sévère de défaillance respiratoire qui se caractérise par la présence de dommages alvéolaires, d’un oedème pulmonaire et d’une réponse inflammatoire exacerbée. C’est une condition pour laquelle il n’existe à ce jour aucun traitement pharmacologique efficace. Lors des dernières années, des antagonistes des récepteurs de l’IL-1 (Kineret) et de l’IL-6 (tocilizumab) ont fait preuve d’une efficacité modérée pour le traitement du SDRA causé par la COVID-19. Cependant, leur potentiel thérapeutique en SDRA clinique non causé par la COVID reste à démontrer et les résultats obtenus dans les modèles animaux sont mitigés. Nous avons émis l’hypothèse que le tocilizumab et le Kineret pourraient améliorer la résolution des différents paramètres du SDRA non causé par la COVID-19. Nous avons aussi posé l’hypothèse que des peptides, antagonistes des récepteurs de l’IL-1 (rytvela) ou de l’IL- 6 (HSJ633) et permettant de préserver certaines voies aux propriétés cytoprotectrices en aval de ces récepteurs, pourraient potentiellement être plus efficaces que le Kineret et le tocilizumab pour le traitement des paramètres du SDRA. L’objectif de ma maîtrise était donc de tester ces deux hypothèses dans un modèle murin d’atteinte pulmonaire aiguë (ALI) induite par la bléomycine, qui mime pendant sa phase aiguë les principaux paramètres du SDRA. Mes travaux montrent qu’aucun des quatre antagonistes n’a permis d’améliorer significativement les paramètres observés à jour 7 post-bléomycine (état général, dommages alvéolaires, oedème et inflammation pulmonaire). Ainsi, mes données suggèrent que dans notre modèle d’ALI induit par la bléomycine, la réponse inflammatoire induite via le IL-1R ou le IL-6R ne semble pas constituer un des mécanismes principaux engendrant les différentes atteintes, puisqu’elles ne sont pas prévenues par les antagonistes de ces récepteurs. En plus de contribuer à mieux comprendre ce modèle animal, mes résultats permettent de mettre en lumière que la réparation des dommages ainsi que la résorption secondaire de l’oedème sont cruciales pour la résolution du SDRA et que de viser seulement la voie inflammatoire est insuffisant. / Acute respiratory distress syndrome (ARDS) is a form of severe lung failure characterized by the presence of a pulmonary edema, an inflammatory response, and alveolar damage. There is currently no effective pharmacological treatment for ARDS. In recent years, IL-1 and IL-6 receptor antagonists Kinerert and tocilizumab, respectively, have shown some efficacy as a treatment of ARDS caused by COVID-19. However, their therapeutic potential in non-COVID ARDS remains to be proven and the results obtained in animal models are conflicting. We thus tested the hypothesis that tocilizumab and Kineret could improve the resolution of key parameters of non-COVID ARDS. We also hypothesized that two peptides, rytvela and HSJ633, IL-1 and IL-6 receptor antagonists, respectively, which preserve some of the cytoprotective downstream pathways, could potentially be more effective than Kineret and tocilizumab in treating the various parameters of ARDS. The goal of my master thesis was therefore to test these two hypotheses in a mouse model of acute lung injury (ALI) induced by bleomycin instillation, which, during its acute phase, mimics the main parameters of ARDS. My work has shown that none of the antagonists were able to significantly improve the parameters observed on day 7 post-bleomycin (general condition of the mice, alveolar damages, pulmonary edema and inflammation). Thus, my data suggest that in our bleomycin-induced ALI model, the inflammatory response triggered via IL-1R or IL-6R does not appear to be the principal mechanism generating the main damaging outcome, since they are not prevented by the antagonists of these receptors. In addition to contributing to a better understanding of this animal model of ALI, my research has highlighted the fact that targeting inflammation alone is insufficient and that repairing alveolar damages, and secondary resorbing lung edema, are cornerstones for the resolution of ARDS.

Le syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA) est caractérisé par des dommages au niveau de la barrière alvéolo-capillaire, résultant en la formation d’un œdème pulmonaire et une réponse inflammatoire exacerbée. Sans résolution rapide de ces paramètres, le syndrome progresse vers le développement de fibrose menant à l’insuffisance respiratoire. Or, il a été établi que la réparation de l’épithélium alvéolaire est une étape cruciale pour la résolution du SDRA. Une meilleure compréhension des mécanismes de réparation de l’épithélium alvéolaire est donc nécessaire afin de proposer de nouvelles thérapies pour le SDRA, pour lequel aucun traitement efficace n’existe. Il a été montré que les mécanismes de réparation sont régulés par des protéines membranaires, non seulement par les récepteurs aux facteurs de croissance et les intégrines, mais également par les canaux ioniques, en particulier les canaux potassiques. L’objectif principal de cette étude était donc de caractériser l’impact de la modulation des canaux potassiques KCa3.1 et KvLQT1 dans la résolution du SDRA. Dans un premier temps, nos résultats ont montré le rôle coopératif du canal potassique KCa3.1, de la matrice extracellulaire et de l’intégrine-β1 dans les processus de réparation de l’épithélium alvéolaire in vitro. Nous avons montré que la matrice de fibronectine et le KCa3.1 étaient impliqués dans la migration et dans la réparation de monocouches de cellules alvéolaires de cultures primaires de rat. Dans un deuxième temps, nous avons étudié l’impact de la modulation du canal potassique KvLQT1 dans certains aspects physiopathologiques du SDRA à l’aide de modèles in vivo. Nous avons montré que KvLQT1 n’était pas seulement impliqué dans les mécanismes de réparation de l’épithélium alvéolaire, mais également dans la résorption de l’œdème pulmonaire et la résolution de la réponse inflammatoire. Nos résultats démontrent que les canaux potassiques, tels que KCa3.1 et KvLQT1, pourraient être identifiés en tant que cibles thérapeutiques potentielles pour le SDRA. / Acute respiratory distress syndrome (ARDS) is characterized by alveolar-capillary barrier damage, resulting in the formation of pulmonary oedema and an exacerbated inflammatory response. Without rapid recovery of these parameters, there is a gradual development of fibrosis, leading to respiratory failure. It has been established that alveolar regeneration is a critical step for the resolution of ARDS. A better understanding of alveolar epithelial repair mechanisms is hence necessary to identify new therapies for ARDS, for which no effective treatment exist. It has been shown that repair mechanisms are regulated by membrane proteins, not only by growth factor receptors and integrins, but also by ion channels, in particular potassium channels. Therefore, the main objective of this study was to characterize the impact of KCa3.1 and KvLQT1 potassium channels modulation in the resolution of ARDS. First, our results have shown the cooperative role of the potassium channel KCa3.1, the extracellular matrix and the β1-integrin in alveolar epithelial repair processes in vitro. We have shown that the fibronectin matrix and KCa3.1 are involved in the migration and repair of primary cultures of rat alveolar cell monolayers. Our data also revealed a putative relationship between Kca3.1 and the β1-integrin. Second, we studied the impact of KvLQT1 potassium channel modulation on ARDS pathophysiological aspects with in vivo models. We showed that KvLQT1 was not only involved in alveolar epithelial repair, but also in the resolution of pulmonary oedema and inflammatory response. Taken together, our data demonstrate that potassium channels, such as KCa3.1 and KvLQT1, may be identified as potential therapeutic targets for the resolution of ARDS.

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Introdução: O padrão de distribuição da lesão pulmonar na síndrome do desconforto respiratório agudo (SDRA) tem sido alvo de interesse de estudos com tomografia computadorizada. Entretanto, pouca informação é disponível quanto a distribuição e progressão histológica da lesão pulmonar na SDRA. Objetivos: Caracterizar a distribuição e progressão histológica da lesão pulmonar em modelo experimental de SDRA em suínos pela quantificação de parâmetros estruturais, inflamatórios e de remodelamento da matriz extracelular (MEC) e correlacioná-los com variáveis funcionais e de tomografia de impedância elétrica (TIE). Métodos: Vinte e três porcas da raça Landrace foram divididos em três grupos: 1) Sham (n=5): animais submetidos ao preparo e monitorização; 2) Lesão (n=9): animais submetidos ao protocolo de lesão e eutanasiados após 3 horas; 3) Lesão+MV: animais submetidos ao protocolo de lesão e eutanasiados após 40 horas de ventilação mecânica (VM) segundo a \"estratégia ARDSnet\". Os parâmetros histológicos foram mensurados por análise de imagem e incluíam: área alveolar, índice de espessamento septal, densidade neutrofílica, membrana hialina, hemorragia, edema intraalveolar e proporção de fibras colágenas. As medidas de cada parâmetro foram normalizadas pela mediana do grupo Sham. Expressão gênica de proteínas da MEC (colágeno tipo I e tipo III, versican, biglican e decorin) foram quantificados por PCR em tempo real. A ventilação regional foi mensurada por TIE. Foram analisadas regiões anteriores e posteriores do pulmão para cada variável. Resultados: A densidade neutrofílica foi menor no grupo Lesão+VM (p=0,02). A análise da área alveolar no grupo Lesão+VM mostrou que as regiões posteriores apresentaram menor área que as regiões anteriores (p=0,012). Entretanto, o espessamento septal foi maior no grupo Lesão+VM, especialmente nas regiões anteriores, quando comparado ao grupo Lesão (p <= 0,01). Em consonância com esses achados, as regiões anteriores exibiram maior índice de membrana hialina e de edema intraalveolar que as regiões posteriores em ambos os grupos (p < 0,03) e a expressão de colágeno tipo I foi maior na região anterior comparada à região posterior do grupo Lesão+VM (p=0,001). A análise da TIE mostrou que as regiões anteriores receberam maior volume corrente que as regiões posteriores no grupo Lesão (p < 0,001). Nestes animais, a ventilação regional foi correlacionada à densidade neutrofílica (r=0,48; p=0,04), ao índice de hemorragia (r=0,74; p=0,001) e ao índice de membrana hialina (r=0,56; p=0,016). No grupo Lesão+VM, a ventilação regional foi correlacionada à expressão de colágeno tipo I (r=0,494; p=0,05), colágeno tipo III (r=0,656; p=0,006) e versican (r=0,732; p=0,001). Conclusão: Esse estudo mostra a progressão histopatológica e apresentação regional da lesão pulmonar em um modelo de SDRA em suínos. Nesse modelo, o suporte com ventilação mecânica protetora foi eficiente para reduzir a inflamação parenquimatosa, mas não inibiu a progressão da lesão e a sinalização para o processo fibroproliferativo. No curso da lesão, após 40 horas, as regiões anteriores sofreram progressiva redução do lúmen alveolar associada à deposição de membrana hialina e espessamento septal. A lesão progrediu com sinalização difusa para o reparo tecidual, mas com predomínio de expressão de colágeno tipo I nas regiões anteriores. Contudo, a deposição de colágeno parece ser um evento mais tardio / Introduction: The pattern of lesion distribution in acute respiratory distress syndrome (ARDS) has been addressed in computed tomography studies. However, there is little information concerning the progression and distribution of histological lung injury in ARDS. Objectives: To characterize the histological progression and distribution of lung injury in a pig ARDS model by the quantification of structural, inflammatory and extracellular matrix (ECM) remodeling parameters and to correlate them with functional and electrical impedance tomography (EIT) variables . Methods: Twenty-three healthy female Landrace pigs were divided into three groups: 1) Sham (n=5): animals subjected to preparation and monitoring; 2) Injury (n=9): animals subjected to the injury protocol and euthanized after 3 hours. 3) Injury+MV (n=9): animals subjected to the injury protocol and euthanized after 40 hours of ARDSnet mechanical ventilation. Histological parameters measured by image analysis included: alveolar area, septal thickening index, neutrophils density, hyaline membrane, hemorrhage, alveolar edema and collagen fibers content. The parameters values were normalized by Sham group median values. Gene expression of ECM proteins (collagen type I and type III, versican, biglycan and decorin) was quantified by Real Time-PCR. Regional ventilation was measured by EIT. For each variable the anterior and posterior regions of the lung were analyzed. Results: Density neutrophil was lesser in the Injury+MV group (p=0.02). Alveolar area in the posterior regions of the Injury+MV group was lesser than the anterior regions (p=0.012). However, the septal thickening was higher in Injury+MV group, especially in the anterior regions, when compared to the Injury group (p <= 0.01). In consonance with such findings, the hyaline membrane and alveolar edema index in the anterior region was higher than the posterior region in both groups (p < 0.03) and the expression of collagen type I was significantly higher in the anterior region compared to the posterior region in lungs of Injury+MV (p=0.001). The EIT showed that the non-dependent regions (anterior) received more ventilator influx than the dependent regions (p<0.001) in the Injury group. In these animals, the regional ventilation was correlated to neutrophil density (r=0.48; p=0,04), hemorrhage index (r=0.74; p=0.001) and hyaline membrane index (r=0.56; p=0.016). In Injury+MV group, the regional ventilation was correlated to collagen type I (r=0.494; p=0.05), collagen type III (r=0.656; p=0.006) and versican (r=0.732; p=0.001) expressions. Conclusion: This study shows the histopathological progression and the regional presentation of the pulmonary lesion in the ARDS pig model. In our model, the support with protective ventilation was efficient to reduce parenchymal inflammation, but did not inhibit the injury progression and signaling to the fibroproliferative process. Animals ventilated for 40 hours, the anterior regions underwent a progressive reduction in the alveolar lumen associated with alveolar walls thickening and hyaline membrane deposition. The injury progressed with diffuse activation of tissue repair pathway, but with the predominance of collagen type I expression in anterior regions. However, in our study, the deposition of collagen rich matrix is a later event

Introdução: A Síndrome do Desconforto Respiratório Agudo (SDRA) apresenta alta incidência e mortalidade em pacientes de terapia intensiva. A ventilação mecânica é o principal suporte para os pacientes que apresentam-se com SDRA, entretanto ainda existe muito debate sobre a melhor estratégia ventilatória a ser adotada, pois a ventilação mecânica pode ser lesiva aos pulmões e aumentar a mortalidade se mal ajustada. Um dos principais mecanismos de lesão pulmonar induzida pela ventilação é o uso de volumes correntes altos, havendo evidência na literatura que a utilização de volumes correntes menores fornece uma ventilação dita protetora, a qual aumenta a probabilidade de sobrevivência. Objetivo: Explorar se uma estratégia ventilatória de alta frequência com pressão positiva (HFPPV) realizada através de um ventilador mecânico convencional (Servo-300) é capaz de permitir uma maior redução do volume corrente e estabilização da PaCO2 em um modelo de SDRA severa, inicialmente ventilado com uma estratégia protetora. Métodos: Estudo prospectivo, experimental que utilizou oito porcos que foram submetidos a uma lesão pulmonar através de lavagem pulmonar com soro fisiológico e ventilação mecânica lesiva. Em seguida, os animais foram ventilados com um volume corrente de 6 mL/kg, seguido de uma randomização de sequências diferentes de frequências respiratórias (30, 60, 60 com pausa inspiratória de 10 e 30%, 90, 120, 150, 60 com manobra de recrutamento alveolar mais titulação da PEEP e HFOV com 5 Hertz), até obter estabilização da PaCO2 entre 57 63 mmHg por 30 minutos. O ventilador Servo-300 foi utilizado para HFPPV e o ventilador SensorMedics 3100B utilizado para fornecer a ventilação oscilatória de alta frequência (HFOV). Dados são apresentados como mediana [P25th,P75th]. Principais Resultados: O peso dos animais foi de 34 [29,36] kg. Após a lesão pulmonar, a relação P/F, o shunt pulmonar e a complacência estática dos animais ficaram em 92 [63,118] mmHg, 26 [17,31] % e 11 [8,14] mL/cmH2O respectivamente. O PEEP total usado foi de 14 [10,17] cmH2O durante o experimento. Da frequência respiratória de 35 (e com volume corrente de 6 mL/kg) até a frequência ventilatória de 150 rpm, a PaCO2 foi 81 [78,92] mmHg para 60 [58,63] mmHg (P=0.001), o volume corrente (VT) progressivamente caiu de 6.1 [5.9,6.2] para 3.8 [3.7,4.2] mL/kg (P<0.001), a pressão de platô de 29 [26,30] para 27 [25,29] cmH2O (P=0.306) respectivamente. Não houve nenhum comprometimento hemodinâmico ou da oxigenação, enquanto os animais utilizaram a FiO2 = 1. Conclusões: Utilizando-se de uma ventilação mecânica protetora, a estratégia de HFPPV realizada com um ventilador mecânico convencional em um modelo animal de SDRA severa permitiu maior redução do volume corrente, bem como da pressão de platô. Esta estratégia também permitiu a manutenção de PaCO2 em níveis clinicamente aceitáveis / Introduction: Acute respiratory distress syndrome (ARDS) has a high incidence and mortality between critical ill patients. The mechanical ventilation is the most important support for these patients with ARDS. However, until now there is an important debate about how is the best ventilatory strategy to use, because the mechanical ventilation if not well set can cause lung injury and increase mortality. The use of high tidal volume is one of the most important mechanics of ventilation induced lung injury and there is evidence in the literature that using low tidal volume is a protective ventilation with better survival. Objective: To explore if high frequency positive pressure ventilation (HFPPV) delivered by a conventional ventilator (Servo-300) is able to allow further tidal volume reductions and to stabilize PaCO2 in a severe acute respiratory distress syndrome (ARDS) model initially ventilated with a protective ventilation. Methods: A prospective and experimental laboratory study where eight Agroceres pigs were instrumented and followed by induction of acute lung injury with sequential pulmonary lavages and injurious ventilation. Afterwards, the animals were ventilated with a tidal volume of 6 mL/kg, followed by a randomized sequence of respiratory rates (30, 60, 60 with pauses of 10 and 30% of the inspiratory time, 90, 120, 150, 60 with alveolar recruitment maneuver and PEEP titration and 5 Hertz of HFOV), until PaCO2 stabilization between 57 63 mmHg for 30 minutes. The Servo-300 ventilator was used for HFPPV and the ventilator SensorMedics 3100B was used for HFOV. Data are shown as median (P25th,P75th). Measurements and Main Results: Animals weight was 34 [29,36] kg. After lung injury, the P/F ratio, pulmonary shunt and static compliance of animals were 92 [63,118] mmHg, 26 [17,31] % and 11 [8,14] mL/cmH2O respectively. The total PEEP used was 14 [10,17] cmH2O throughout the experiment. From the respiratory rates of 35 (while ventilating with 6 mL/kg) to 150 breaths/ minute, the PaCO2 was 81 [78,92] mmHg and 60 [58,63] mmHg (P=0.001), the tidal volume progressively felt from 6.1 [5.9,6.2] to 3.8 [3.7,4.2] mL/kg (P<0.001), the plateau pressure was 29 [26,30] and 27[25,29] cmH2O (P=0.306) respectively. There were no detrimental effects in the hemodynamics and blood oxygenation, while the animals were using a FiO2 = 1. Conclusions: During protective mechanical ventilation, HFPPV delivered by a conventional ventilator in a severe ARDS swine model allows further tidal volume reductions. This strategy also allowed the maintenance of PaCO2 in clinically acceptable levels

Introdução: A síndrome do desconforto respiratório agudo (SDRA) tem como parte do seu tratamento uma ventilação mecânica adequada. A manobra de recrutamento alveolar (MRA) faz parte de um grupo de estratégias empregadas nos quadros moderados e graves. A MRA consiste na aplicação de um aumento de pressão transitório e controlado nas vias aéreas no intuito de abrir alvéolos previamente colapsados. A Tomografia de Impedância Elétrica (TIE) é capaz de avaliar o potencial de recrutamento alveolar (PRA) a beira leito. Objetivos:1) Comparar o PRA calculado pela TIE (através do ganho de complacência regional) com a TC. 2) Avaliar o \"deslocamento vertical de volume\" como índice de recrutamento alveolar.3) Estimar precocemente o PRA, através das manobras de recrutamento de rastreio propostas, utilizando a TIE. Método: Avaliamos o PRA em um modelo experimental de SDRA. Utilizamos 15 suínos da raça Landrace. Os animais foram sedados e intubados, em seguida, submetidos ao modelo experimental de SDRA desenvolvido na Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (LIM-09). Ao término da lesão, um grupo de 7 animais recebeu uma sequência randomizada de manobras de recrutamento de rastreio propostas (Pressões inspiratórias de 30, 35 e 40 cmH2O) seguidas da manobra de recrutamento máxima (Pressão inspiratória de 60 cmH2O). Os animais foram monitorados com TIE e Tomografia computadorizada por raio X (TC) durante todas as manobras de recrutamento. Outro grupo de 8 animais ,submetidos a mesma lesão e com medidas de TC e TIE, foi retirado do banco de dados do LIM-09 e também analisados. Utilizamos o programa IBM® SPSS® Statistics 9.0 e 20.0.Resultados:1) PRA calculado pela TIE atráves do ganho de complacência regional corrigido para hiperdistensão, comparado com TC, apresentou um R2=0,76. 2) PRA calculado pelo ganho de complacência regional corrigido para hiperdistensão combinado com o deslocamento vertical apresentou R2 = 0,91 comparado a TC .3) As manobras de rastreio não conseguiram predizer quantitativamente o PRA mas auxiliariam na correção da hiperdistensão. Conclusões: A TIE é capaz de avaliar o recrutamento alveolar a beira leito. O deslocamento vertical combinado com o ganho de complacência regional corrigida para hiperdistensão representam de forma semelhante a TC o comportamento pulmonar durante uma MRA. A aplicação de uma manobra de recrutamento de rastreio pode ser útil para uma manobra de recrutamento máxima mais segura / Introduction: The acute respiratory distress syndrome (ARDS) treatment demands a proper mechanical ventilation strategy. The alveolar recruitment maneuver (ARM) is an intervention applied in moderate and severe cases of ARDS. ARM is a transitory and controlled increase in mechanical ventilator pressure delivered to the lungs aiming to open previously collapsed alveoli. The electrical impedance tomography (EIT) is a valuable tool at bedside; it is able to monitor and to help during an ARM performance through the estimation of the alveolar recruitment potential (ARP). Objectives: 1) To compare the ARP with the EIT as a regional compliance improvement quantification adjusted for lung hyperdistention with CT. 2) To evaluate the \"volume vertical displacement\" at the same pressure as alveolar recruitment index using EIT and CT. 3) To estimate earlier the ARP using the EIT through a screening recruitment maneuver. Methods: We evaluated the ARP in an experimental model of ARDS. We studied 15 Landrace race pigs. Subjects were sedated, intubated and submitted to the ARDS experimental model developed at Medical investigation laboratory n ° 09, University of São Paulo. In the end of the lung injury, a group of 7 pigs received a randomized sequence of screening recruitment maneuvers (inspiratory pressures of 30, 35 and 40 cmH2O) followed by a maximum recruitment maneuver (inspiratory pressure of 60 cmH2O).EIT and x-ray computed tomography (CT) monitored the steps of each recruitment maneuver. Another group of 8 pigs, submitted to the same lesion and with measures of EIT and CT, were extracted from our data bank. Analysis was performed at IBM® SPSS® Statistics 20.0. Results: 1) ARP calculated by EIT (regional compliance improvement quantification) reached a R2=0,76 when compared to CT. 2) The combination of regional compliance improvement and volume vertical displacement obtained R2 = 0,91 when compared to CT 3) The screening recruitment maneuvers were not able to predict quantitatively the ARP, but they helped in the lung hyperdistension adjustment. Conclusions: EIT is able to evaluate the ARP at bedside. The combination of regional compliance improvement and volume vertical displacement give information similar to CT about the lung behavior during a ARM. The application of a recruitment screening maneuver might be useful for more safe ARM

Introdução: Durante o inverno de 2009, o vírus influenza A(H1N1)09pdm surgiu e se espalhou globalmente. A infecção por este vírus pode induzir a síndrome do desconforto respiratório agudo (SDRA) em alguns pacientes. O dano alveolar difuso (DAD), padrão histopatológico principal da SDRA, tem etiologia multifatorial, sendo possível que a imunopatologia seja diferente nas várias apresentações do DAD. Objetivo: Descrever, quantificar e comparar a imunopatologia viral (influenza A (H1N1) pdm09) e não-viral em casos de autópsia com dano alveolar difuso. Métodos: Foram analisados tecidos pulmonares de autopsia de 44 pacientes, sendo divididos em 3 grupos: grupo H1N1 (n=15), caracterizado por DAD secundário à influenza A(H1N1)pdm09; grupo SDRA (n=13), caracterizado por pacientes com DAD exsudativo de causas não-pulmonares; e o grupo de controle (n=16) com indivíduos que faleceram de causas não-pulmonares. Foram utilizadas as técnicas de imunohistoquímica e análise de imagem para quantificar, no parênquima pulmonar e nas pequenas vias aéreas, os marcadores de células imunes. Resultados: Foi observada uma elevada densidade celular de linfócitos T CD4+ e T CD8+, células Natural Killer CD57+, células dendríticas CD83+ e granzima A+ no parênquima pulmonar do grupo H1N1 (p < 0,05) em relação aos outros grupos. Na análise das pequenas vias aéreas, observou-se uma menor densidade célular de mastócitos (triptase), células dendríticas (CD207), e um aumento de IL-17 nos grupos H1N1 e SDRA, além de um aumento do número de granzimas A+ e diminuição de celulas dendríticas (CD83) apenas no grupo H1N1 (p < 0,05). Conclusão: O DAD causado pelo vírus influenza A (H1N1) pdm09 está associado com um fenótipo citotóxico inflamatório diferente do DAD de causas não-virais, com uma resposta parcialmente divergente no parênquima pulmonar em relação às pequenas vias aéreas / Rationale: The pandemic influenza A (H1N1) virus emerged in 2009 and spread globally. This virus infection can induce acute respiratory distress syndrome (ARDS) in some patients. Diffuse alveolar damage (DAD), which is the histological surrogate for ARDS, has a multifactorial etiology. Therefore, it is possible that the immunopathology differs among the various presentations of DAD. Objectives: To compare the lung immunopathology of viral (influenza A(H1N1)pdm09) to non-viral, extrapulmonary etiologies in autopsy cases with DAD. Methods: The lung tissue of 44 patients, was divided into 3 groups: the H1N1 group (n=15) characterized by DAD due to influenza A(H1N1)pdm09 infection; the ARDS group (n=13), characterized by patients with exudative DAD due to non-pulmonary causes; and the control group (n=16), consisting of patients with non-pulmonary causes of death. Measurements and main results: Immunohistochemistry and image analysis were used to quantify, in the lung parenchyma and small airways, several immune cell markers. There was higher expression of CD4+ and CD8+ T lymphocytes, CD83+ dendritic cells, granzyme A+ and natural killer+ cell density in the lung parenchyma of the H1N1 group (p < 0,05). In the small airways, there was a lower cell density of tryptase+ mast cells and dendritic+ cells and an increase of IL-17 in both DAD groups, with an increased number of granzyme A in H1N1 group (p < 0,05). Conclusion: DAD due to viral A(H1N1)pdm09 is associated with a cytotoxic inflammatory phenotype that is different from non-viral causes of DAD, with partially divergent responses in the parenchyma relative to the small airways.

Introdução: O padrão de distribuição da lesão pulmonar na síndrome do desconforto respiratório agudo (SDRA) tem sido alvo de interesse de estudos com tomografia computadorizada. Entretanto, pouca informação é disponível quanto a distribuição e progressão histológica da lesão pulmonar na SDRA. Objetivos: Caracterizar a distribuição e progressão histológica da lesão pulmonar em modelo experimental de SDRA em suínos pela quantificação de parâmetros estruturais, inflamatórios e de remodelamento da matriz extracelular (MEC) e correlacioná-los com variáveis funcionais e de tomografia de impedância elétrica (TIE). Métodos: Vinte e três porcas da raça Landrace foram divididos em três grupos: 1) Sham (n=5): animais submetidos ao preparo e monitorização; 2) Lesão (n=9): animais submetidos ao protocolo de lesão e eutanasiados após 3 horas; 3) Lesão+MV: animais submetidos ao protocolo de lesão e eutanasiados após 40 horas de ventilação mecânica (VM) segundo a \"estratégia ARDSnet\". Os parâmetros histológicos foram mensurados por análise de imagem e incluíam: área alveolar, índice de espessamento septal, densidade neutrofílica, membrana hialina, hemorragia, edema intraalveolar e proporção de fibras colágenas. As medidas de cada parâmetro foram normalizadas pela mediana do grupo Sham. Expressão gênica de proteínas da MEC (colágeno tipo I e tipo III, versican, biglican e decorin) foram quantificados por PCR em tempo real. A ventilação regional foi mensurada por TIE. Foram analisadas regiões anteriores e posteriores do pulmão para cada variável. Resultados: A densidade neutrofílica foi menor no grupo Lesão+VM (p=0,02). A análise da área alveolar no grupo Lesão+VM mostrou que as regiões posteriores apresentaram menor área que as regiões anteriores (p=0,012). Entretanto, o espessamento septal foi maior no grupo Lesão+VM, especialmente nas regiões anteriores, quando comparado ao grupo Lesão (p <= 0,01). Em consonância com esses achados, as regiões anteriores exibiram maior índice de membrana hialina e de edema intraalveolar que as regiões posteriores em ambos os grupos (p < 0,03) e a expressão de colágeno tipo I foi maior na região anterior comparada à região posterior do grupo Lesão+VM (p=0,001). A análise da TIE mostrou que as regiões anteriores receberam maior volume corrente que as regiões posteriores no grupo Lesão (p < 0,001). Nestes animais, a ventilação regional foi correlacionada à densidade neutrofílica (r=0,48; p=0,04), ao índice de hemorragia (r=0,74; p=0,001) e ao índice de membrana hialina (r=0,56; p=0,016). No grupo Lesão+VM, a ventilação regional foi correlacionada à expressão de colágeno tipo I (r=0,494; p=0,05), colágeno tipo III (r=0,656; p=0,006) e versican (r=0,732; p=0,001). Conclusão: Esse estudo mostra a progressão histopatológica e apresentação regional da lesão pulmonar em um modelo de SDRA em suínos. Nesse modelo, o suporte com ventilação mecânica protetora foi eficiente para reduzir a inflamação parenquimatosa, mas não inibiu a progressão da lesão e a sinalização para o processo fibroproliferativo. No curso da lesão, após 40 horas, as regiões anteriores sofreram progressiva redução do lúmen alveolar associada à deposição de membrana hialina e espessamento septal. A lesão progrediu com sinalização difusa para o reparo tecidual, mas com predomínio de expressão de colágeno tipo I nas regiões anteriores. Contudo, a deposição de colágeno parece ser um evento mais tardio / Introduction: The pattern of lesion distribution in acute respiratory distress syndrome (ARDS) has been addressed in computed tomography studies. However, there is little information concerning the progression and distribution of histological lung injury in ARDS. Objectives: To characterize the histological progression and distribution of lung injury in a pig ARDS model by the quantification of structural, inflammatory and extracellular matrix (ECM) remodeling parameters and to correlate them with functional and electrical impedance tomography (EIT) variables . Methods: Twenty-three healthy female Landrace pigs were divided into three groups: 1) Sham (n=5): animals subjected to preparation and monitoring; 2) Injury (n=9): animals subjected to the injury protocol and euthanized after 3 hours. 3) Injury+MV (n=9): animals subjected to the injury protocol and euthanized after 40 hours of ARDSnet mechanical ventilation. Histological parameters measured by image analysis included: alveolar area, septal thickening index, neutrophils density, hyaline membrane, hemorrhage, alveolar edema and collagen fibers content. The parameters values were normalized by Sham group median values. Gene expression of ECM proteins (collagen type I and type III, versican, biglycan and decorin) was quantified by Real Time-PCR. Regional ventilation was measured by EIT. For each variable the anterior and posterior regions of the lung were analyzed. Results: Density neutrophil was lesser in the Injury+MV group (p=0.02). Alveolar area in the posterior regions of the Injury+MV group was lesser than the anterior regions (p=0.012). However, the septal thickening was higher in Injury+MV group, especially in the anterior regions, when compared to the Injury group (p <= 0.01). In consonance with such findings, the hyaline membrane and alveolar edema index in the anterior region was higher than the posterior region in both groups (p < 0.03) and the expression of collagen type I was significantly higher in the anterior region compared to the posterior region in lungs of Injury+MV (p=0.001). The EIT showed that the non-dependent regions (anterior) received more ventilator influx than the dependent regions (p<0.001) in the Injury group. In these animals, the regional ventilation was correlated to neutrophil density (r=0.48; p=0,04), hemorrhage index (r=0.74; p=0.001) and hyaline membrane index (r=0.56; p=0.016). In Injury+MV group, the regional ventilation was correlated to collagen type I (r=0.494; p=0.05), collagen type III (r=0.656; p=0.006) and versican (r=0.732; p=0.001) expressions. Conclusion: This study shows the histopathological progression and the regional presentation of the pulmonary lesion in the ARDS pig model. In our model, the support with protective ventilation was efficient to reduce parenchymal inflammation, but did not inhibit the injury progression and signaling to the fibroproliferative process. Animals ventilated for 40 hours, the anterior regions underwent a progressive reduction in the alveolar lumen associated with alveolar walls thickening and hyaline membrane deposition. The injury progressed with diffuse activation of tissue repair pathway, but with the predominance of collagen type I expression in anterior regions. However, in our study, the deposition of collagen rich matrix is a later event

Introdução: A síndrome do desconforto respiratório agudo (SDRA) tem como parte do seu tratamento uma ventilação mecânica adequada. A manobra de recrutamento alveolar (MRA) faz parte de um grupo de estratégias empregadas nos quadros moderados e graves. A MRA consiste na aplicação de um aumento de pressão transitório e controlado nas vias aéreas no intuito de abrir alvéolos previamente colapsados. A Tomografia de Impedância Elétrica (TIE) é capaz de avaliar o potencial de recrutamento alveolar (PRA) a beira leito. Objetivos:1) Comparar o PRA calculado pela TIE (através do ganho de complacência regional) com a TC. 2) Avaliar o \"deslocamento vertical de volume\" como índice de recrutamento alveolar.3) Estimar precocemente o PRA, através das manobras de recrutamento de rastreio propostas, utilizando a TIE. Método: Avaliamos o PRA em um modelo experimental de SDRA. Utilizamos 15 suínos da raça Landrace. Os animais foram sedados e intubados, em seguida, submetidos ao modelo experimental de SDRA desenvolvido na Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (LIM-09). Ao término da lesão, um grupo de 7 animais recebeu uma sequência randomizada de manobras de recrutamento de rastreio propostas (Pressões inspiratórias de 30, 35 e 40 cmH2O) seguidas da manobra de recrutamento máxima (Pressão inspiratória de 60 cmH2O). Os animais foram monitorados com TIE e Tomografia computadorizada por raio X (TC) durante todas as manobras de recrutamento. Outro grupo de 8 animais ,submetidos a mesma lesão e com medidas de TC e TIE, foi retirado do banco de dados do LIM-09 e também analisados. Utilizamos o programa IBM® SPSS® Statistics 9.0 e 20.0.Resultados:1) PRA calculado pela TIE atráves do ganho de complacência regional corrigido para hiperdistensão, comparado com TC, apresentou um R2=0,76. 2) PRA calculado pelo ganho de complacência regional corrigido para hiperdistensão combinado com o deslocamento vertical apresentou R2 = 0,91 comparado a TC .3) As manobras de rastreio não conseguiram predizer quantitativamente o PRA mas auxiliariam na correção da hiperdistensão. Conclusões: A TIE é capaz de avaliar o recrutamento alveolar a beira leito. O deslocamento vertical combinado com o ganho de complacência regional corrigida para hiperdistensão representam de forma semelhante a TC o comportamento pulmonar durante uma MRA. A aplicação de uma manobra de recrutamento de rastreio pode ser útil para uma manobra de recrutamento máxima mais segura / Introduction: The acute respiratory distress syndrome (ARDS) treatment demands a proper mechanical ventilation strategy. The alveolar recruitment maneuver (ARM) is an intervention applied in moderate and severe cases of ARDS. ARM is a transitory and controlled increase in mechanical ventilator pressure delivered to the lungs aiming to open previously collapsed alveoli. The electrical impedance tomography (EIT) is a valuable tool at bedside; it is able to monitor and to help during an ARM performance through the estimation of the alveolar recruitment potential (ARP). Objectives: 1) To compare the ARP with the EIT as a regional compliance improvement quantification adjusted for lung hyperdistention with CT. 2) To evaluate the \"volume vertical displacement\" at the same pressure as alveolar recruitment index using EIT and CT. 3) To estimate earlier the ARP using the EIT through a screening recruitment maneuver. Methods: We evaluated the ARP in an experimental model of ARDS. We studied 15 Landrace race pigs. Subjects were sedated, intubated and submitted to the ARDS experimental model developed at Medical investigation laboratory n ° 09, University of São Paulo. In the end of the lung injury, a group of 7 pigs received a randomized sequence of screening recruitment maneuvers (inspiratory pressures of 30, 35 and 40 cmH2O) followed by a maximum recruitment maneuver (inspiratory pressure of 60 cmH2O).EIT and x-ray computed tomography (CT) monitored the steps of each recruitment maneuver. Another group of 8 pigs, submitted to the same lesion and with measures of EIT and CT, were extracted from our data bank. Analysis was performed at IBM® SPSS® Statistics 20.0. Results: 1) ARP calculated by EIT (regional compliance improvement quantification) reached a R2=0,76 when compared to CT. 2) The combination of regional compliance improvement and volume vertical displacement obtained R2 = 0,91 when compared to CT 3) The screening recruitment maneuvers were not able to predict quantitatively the ARP, but they helped in the lung hyperdistension adjustment. Conclusions: EIT is able to evaluate the ARP at bedside. The combination of regional compliance improvement and volume vertical displacement give information similar to CT about the lung behavior during a ARM. The application of a recruitment screening maneuver might be useful for more safe ARM

Introdução: A Síndrome do Desconforto Respiratório Agudo (SDRA) apresenta alta incidência e mortalidade em pacientes de terapia intensiva. A ventilação mecânica é o principal suporte para os pacientes que apresentam-se com SDRA, entretanto ainda existe muito debate sobre a melhor estratégia ventilatória a ser adotada, pois a ventilação mecânica pode ser lesiva aos pulmões e aumentar a mortalidade se mal ajustada. Um dos principais mecanismos de lesão pulmonar induzida pela ventilação é o uso de volumes correntes altos, havendo evidência na literatura que a utilização de volumes correntes menores fornece uma ventilação dita protetora, a qual aumenta a probabilidade de sobrevivência. Objetivo: Explorar se uma estratégia ventilatória de alta frequência com pressão positiva (HFPPV) realizada através de um ventilador mecânico convencional (Servo-300) é capaz de permitir uma maior redução do volume corrente e estabilização da PaCO2 em um modelo de SDRA severa, inicialmente ventilado com uma estratégia protetora. Métodos: Estudo prospectivo, experimental que utilizou oito porcos que foram submetidos a uma lesão pulmonar através de lavagem pulmonar com soro fisiológico e ventilação mecânica lesiva. Em seguida, os animais foram ventilados com um volume corrente de 6 mL/kg, seguido de uma randomização de sequências diferentes de frequências respiratórias (30, 60, 60 com pausa inspiratória de 10 e 30%, 90, 120, 150, 60 com manobra de recrutamento alveolar mais titulação da PEEP e HFOV com 5 Hertz), até obter estabilização da PaCO2 entre 57 63 mmHg por 30 minutos. O ventilador Servo-300 foi utilizado para HFPPV e o ventilador SensorMedics 3100B utilizado para fornecer a ventilação oscilatória de alta frequência (HFOV). Dados são apresentados como mediana [P25th,P75th]. Principais Resultados: O peso dos animais foi de 34 [29,36] kg. Após a lesão pulmonar, a relação P/F, o shunt pulmonar e a complacência estática dos animais ficaram em 92 [63,118] mmHg, 26 [17,31] % e 11 [8,14] mL/cmH2O respectivamente. O PEEP total usado foi de 14 [10,17] cmH2O durante o experimento. Da frequência respiratória de 35 (e com volume corrente de 6 mL/kg) até a frequência ventilatória de 150 rpm, a PaCO2 foi 81 [78,92] mmHg para 60 [58,63] mmHg (P=0.001), o volume corrente (VT) progressivamente caiu de 6.1 [5.9,6.2] para 3.8 [3.7,4.2] mL/kg (P<0.001), a pressão de platô de 29 [26,30] para 27 [25,29] cmH2O (P=0.306) respectivamente. Não houve nenhum comprometimento hemodinâmico ou da oxigenação, enquanto os animais utilizaram a FiO2 = 1. Conclusões: Utilizando-se de uma ventilação mecânica protetora, a estratégia de HFPPV realizada com um ventilador mecânico convencional em um modelo animal de SDRA severa permitiu maior redução do volume corrente, bem como da pressão de platô. Esta estratégia também permitiu a manutenção de PaCO2 em níveis clinicamente aceitáveis / Introduction: Acute respiratory distress syndrome (ARDS) has a high incidence and mortality between critical ill patients. The mechanical ventilation is the most important support for these patients with ARDS. However, until now there is an important debate about how is the best ventilatory strategy to use, because the mechanical ventilation if not well set can cause lung injury and increase mortality. The use of high tidal volume is one of the most important mechanics of ventilation induced lung injury and there is evidence in the literature that using low tidal volume is a protective ventilation with better survival. Objective: To explore if high frequency positive pressure ventilation (HFPPV) delivered by a conventional ventilator (Servo-300) is able to allow further tidal volume reductions and to stabilize PaCO2 in a severe acute respiratory distress syndrome (ARDS) model initially ventilated with a protective ventilation. Methods: A prospective and experimental laboratory study where eight Agroceres pigs were instrumented and followed by induction of acute lung injury with sequential pulmonary lavages and injurious ventilation. Afterwards, the animals were ventilated with a tidal volume of 6 mL/kg, followed by a randomized sequence of respiratory rates (30, 60, 60 with pauses of 10 and 30% of the inspiratory time, 90, 120, 150, 60 with alveolar recruitment maneuver and PEEP titration and 5 Hertz of HFOV), until PaCO2 stabilization between 57 63 mmHg for 30 minutes. The Servo-300 ventilator was used for HFPPV and the ventilator SensorMedics 3100B was used for HFOV. Data are shown as median (P25th,P75th). Measurements and Main Results: Animals weight was 34 [29,36] kg. After lung injury, the P/F ratio, pulmonary shunt and static compliance of animals were 92 [63,118] mmHg, 26 [17,31] % and 11 [8,14] mL/cmH2O respectively. The total PEEP used was 14 [10,17] cmH2O throughout the experiment. From the respiratory rates of 35 (while ventilating with 6 mL/kg) to 150 breaths/ minute, the PaCO2 was 81 [78,92] mmHg and 60 [58,63] mmHg (P=0.001), the tidal volume progressively felt from 6.1 [5.9,6.2] to 3.8 [3.7,4.2] mL/kg (P<0.001), the plateau pressure was 29 [26,30] and 27[25,29] cmH2O (P=0.306) respectively. There were no detrimental effects in the hemodynamics and blood oxygenation, while the animals were using a FiO2 = 1. Conclusions: During protective mechanical ventilation, HFPPV delivered by a conventional ventilator in a severe ARDS swine model allows further tidal volume reductions. This strategy also allowed the maintenance of PaCO2 in clinically acceptable levels