INTRODUÇÃO: A isquemia-reperfusão pulmonar e o uso do oxigenador de membranas são considerados fatores importantes na resposta inflamatória após a cirurgia cardíaca (CC) com utilização da circulação extracorpórea (CEC). Estudos anteriores que utilizaram os próprios pulmões dos pacientes como oxigenador em uma circulação extracorpórea biventricular (CECBV) em comparação à CEC convencional (CECC) mostraram efeitos benéficos na mecânica pulmonar e na reação inflamatória sistêmica. No entanto, a inflamação pulmonar ainda não foi totalmente esclarecida neste cenário. Os objetivos deste estudo foram observar o impacto da exclusão do oxigenador de membranas e da manutenção da ventilação e perfusão pulmonar na inflamação regional em porcos submetidos à CEC. MÉTODOS: Vinte e sete porcos ventilados mecanicamente foram submetidos à toracotomia e alocados randomicamente nos grupos: Controle (n=8), CECC (n=9) e CECBV (n=10). Os animais dos grupos CECC e CECBV foram submetidos respectivamente a uma CEC convencional ou a uma CEC biventricular com ventilação e perfusão pulmonar sem oxigenador de membranas por 90 minutos. As interleucinas (ILs) séricas foram avaliadas nos momentos: basal, após a CEC e 90 minutos após a CEC, e em momentos equivalentes no grupo Controle. As ILs do lavado broncoalveolar (LBA) foram medidas nos momentos basal e 90 minutos após a CEC. Amostras de tecido pulmonar foram coletadas da região ventral e dorsal do lobo pulmonar esquerdo para avaliação do número de polimorfonucleares (PMN) e quantificação do edema pela área de parênquima. Os dados foram avaliados através de ANOVA, considerando-se estatisticamente significante p<0,05. RESULTADOS: O grupo CECC apresentou uma maior inflamação, com um aumento no número de PMN, comparado ao grupo Controle (p < 0,001) nas regiões: ventral (2,8 x10-6± 0,7 x10-6 vs. 1,6 x10-6 ± 0,5 x10-6 , respectivamente) e dorsal (3,3 x10-6 ± 1,0 x10-6 vs. 1,9 x10- 6 ± 0,5 x10-6, respectivamente) e ao grupo CECBV (p = 0,006) nas regiões: ventral (2,3 x10-6 ± 0,7 x10-7) e dorsal (2,1 x10-6 ± 0,7 x10-6). Edema foi maior no grupo CECC comparado ao Controle nas regiões ventral e dorsal (2,4 x10-2 ± 3,5 x10-2 vs. 8,2 x10-4 ± 0,2 x10-4 e 5,7 x10 -2 ± 4,3 x10-2 vs. 0,3 x10-2 ± 1,0 x10-2, respectivamente, p = 0,016) e mais intenso na região dorsal em todos os grupos (p = 0,004). As IL 10 e IL6 do LBA foram maiores nos grupos submetidos à CECC (41,9 ± 12,2, p = 0,010 e 239,4 ± 45,2, p < 0,001, respectivamente) e à CECBV (40,7 ± 12,0, p = 0,016 e 174,8 ± 61,2, p = 0,004, respectivamente) comparadas ao Controle (21,0 ± 6,9 e 71,8 ± 29,8, respectivamente). As ILs séricas não diferiram entre os grupos (p > 0,05). O Grupo CECC, comparado ao grupo CECBV, mostrou um aumento maior com o tempo na IL6 do LBA (239,4 ± 45,2 vs. 174,8 ± 61,2, p = 0,027, respectivamente) e na IL8 sérica (193,1 ± 108,8 vs. 147,0 ± 59,4, p = 0,040, respectivamente). CONCLUSÕES: Em modelo experimental de circulação extracorpórea em porcos, a manutenção da perfusão e ventilação dos pulmões na CEC biventricular atenua a inflamação pulmonar em comparação à CEC convencional / BACKGROUND: Lung ischemia-reperfusion injury and the membrane oxygenator are considered important factors in the inflammatory response after cardiac surgery and cardiopulmonary bypass (CPB). Previous studies using the own lung as the oxygenator with a biventricular bypass demonstrated the beneficial effects of this technique. However, lung inflammation was not fully evaluated in this scenario. The aim of this study was to observe the impact of the exclusion of the membrane oxygenator and maintenance of lung perfusion on regional lung inflammation in pigs undergoing cardiopulmonary bypass. METHODS: Twenty-seven mechanically ventilated pigs were subjected to a thoracotomy and randomly allocated into Control (n=8), CPB (n=9) or Lung Perfusion (n=10) groups. Animals from the CPB group and Lung Perfusion group were subjected respectively to a conventional CPB or to a biventricular bypass with pulmonary ventilation and perfusion without a membrane oxygenator for 90 minutes. The systemic interleukins (ILs) were determined at baseline, after bypass and 90 min after bypass or at equivalent times in the Control group. ILs from bronchoalveolar lavage fluid (BAL) were evaluated at baseline and 90 min after bypass. Tissue samples were collected from the dorsal and ventral regions of the left lung for assessment of the number of polymorphonuclear leukocytes (PMN) per parenchyma area and edema. Data were evaluated using ANOVA and p< 0.05 was considered significant. RESULTS: The CPB group showed increased lung inflammation, with an increased PMN count compared to the Control (p<0,001) at ventral (2.8 x10-6± 0.7 x10-6 vs. 1.6 x10-6± 0.5 x10-6 , respectively) and dorsal regions (3.3 x10-6 ± 1.0 x10-6 vs. 1.9 x10-6 ± 0.5 x10-6, respectively) and to Lung Perfusion Group (p = 0.006) at ventral (2.3 x10-6 ± 0.7 x10-7) e dorsal regions (2.1 x10-6 ± 0.7 x10-6). Edema was higher in the CPB group compared to the Control at ventral and dorsal regions (2.4 x10-2± 3.5 x10-2 vs. 8.2 x10 -4± 0.2 x10-4 and 5.7 x10 -2 ± 4.3 x10-2 vs. 0.3 x10-2 ± 1.0 x10-2, respectively, p = 0.016) and increased in the dorsal region in all groups (p = 0.004). BAL IL10 and IL6 were higher in groups subjected to CPB group (41.9 ± 12.2, p = 0.010 e 239.4 ± 45.2, p<0.001, respectively) and to Lung Perfusion group (40.7 ± 12.0, p = 0.016 e 174.8 ± 61.2, p = 0.004, respectively) compared to Control group (21.0 ± 6.9 e 71.8 ± 29.8). Systemic interleukins did not differ between groups (p > 0.05). The CPB group compared to Lung Perfusion group showed a higher increase in BAL IL6 (239,4 ± 45,2 vs. 174,8 ± 61,2, p = 0,027, respectively) and in serum IL8 over time (193,1 ± 108,8 vs. 147,0 ± 59,4, p = 0,040, respectively). CONCLUSIONS: In a pig model of extracorporeal circulation, maintenance of lung perfusion and ventilation with biventricular bypass attenuates the pulmonary inflammation as compared to conventional CPB

Idiopathic Pulmonary Fibrosis (IPF) is a deadly disease of unknown origin, which causes 80,000 deaths every year in the US and Europe combined. Unknown etiology and late diagnosis, combined with limited treatment options, contribute to a dismal survival rate of 3-5 years post diagnosis. Although molecular mechanisms underlying IPF pathogenesis and progression have been studied for over two decades, lack of in vivo models that recapitulate chronic, progressive, and irreversible nature of IPF have contributed to limited therapeutic success in clinical trials. Currently, only two drugs, Pirfenidone and Nintedanib, are approved for IPF treatment in the US, with their efficacy yet to be completely determined. Patients with IPF often observe lung infections, alveolar collapse, and respiratory failure, which are associated with focal edema and local hypoxia and contribute to development of hypoxemia associated with acute exacerbation of IPF (AE-IPF). In my thesis, I posit that hypoxic injury to the lung epithelium can initiate profibrotic signaling that can contribute to pathogenesis and progression of pulmonary fibrosis in vitro and in vivo. In my in silico studies, I analyzed human protein kinases to identify structural peculiarities that diversify their functions and highlight central hub kinases governing cell signaling. Using this approach, I identified Focal Adhesion Kinase 1 (FAK1) as a central hub kinase contributing to cytoskeletal remodeling. My proteomics and transcriptional studies defined in vitro effect of hypoxia in activation of lung epithelial cells. Using systems biology approaches, I identified interplay between transforming growth factor – β (TGF–β) signaling, hypoxia signaling, and FAK1 signaling. Further, my studies identified Galectin-1 as a novel mediator of hypoxia-induced pulmonary fibrosis. To mimic exacerbation of PF in patients, I developed a novel mouse model of exacerbated pulmonary fibrosis using subclinical bleomycin injury with chronic hypoxia. Further, to fill the existing requirement of an in vivo model of chronic PF, I characterized a triple transgenic mouse model that conditionally activates hypoxia signaling in the lung epithelial cells and causes progressive PF over a span of 12 weeks. Lastly, I performed RNA-Seq experiments on primary AEC2s isolated from our transgenic mouse model to identify a hypoxia-mediated profibrotic role of microRNA-96 in down-regulation of PTEN, a tumor suppressor and anti-fibrotic protein. In conclusion, my studies established in vitro and in vivo roles of hypoxia in profibrotic activation of lung epithelium and identifies FAK1 and Gal-1 as key drivers of hypoxia-mediated fibrosis, which should be further evaluated in animal and human studies to determine their therapeutic potential.

INTRODUÇÃO. O termo Lesão Pulmonar Aguda (LPA) é usado para descrever a resposta pulmonar à lesão que ocorre diretamente ou indiretamente nos pulmões. A quebra da barreira alvéolo-capilar determina o influxo de líquido rico em proteínas para dentro dos espaços alveolares, sendo necessária a reabsorção desse líquido no processo de resolução da LPA. A infusão intravenosa de Ácido Oleico (AO) em ratos provoca agudamente edema alveolar difuso e focos hemorrágicos intra-alveolares, sendo um bom modelo de indução. Estudos relatam que o Azul de Metileno (AM) atenua tais lesões, com efeito protetor, no tecido pulmonar, e reduz o edema presente na LPA em animais com sepse através da inibição da guanilato ciclase solúvel (GCs), uma enzima ativadora da via NO-GMPc. OBJETIVO. Estudar a repercussão da inibição da GCs pelo AM na permeabilidade capilar pulmonar ministrando-o antes e após a indução da lesão pulmonar por AO. MÉTODO. Ratos Wistar foram divididos em 5 grupos: Sham com infusão de salina em bolus; AM com infusão de AM por 2h; AO com infusão de AO em bolus, AM/AO com infusão de AM por 2h, sendo que, após 5 min do início, recebeu AO simultaneamente em bolus e AO/AM com infusão de AO em bolus e, após 2h, infusão de AM por mais 2h. Após 4h foi realizada a coleta de materiais (sangue, lavado bronco-alveolar e tecido pulmonar) para análise do NO plasmático e tecidual, gasometria arterial, cálculo do peso úmido/peso seco (PU/PS) e histologia do tecido pulmonar de todos os grupos. A estatística utilizada foi a análise de variância (one-way ANOVA) com p<0.05. RESULTADO. Não foi encontrado hipoxemia grave após 4h de lesão. O grupo AO apresenta um aumento no número de proteínas no lavado bronco-alveolar e na relação PU/PS comparado aos grupos controle: Sham e AM, confirmando a presença de lesão e alteração de permeabilidade pulmonar. Os grupos tratados com AM apresentaram melhora na permeabilidade pulmonar, porém, apenas o grupo pré-tratamento (AM/AO) apresentou diferença estatística na redução do extravasamento de proteínas no lavado. Não foram encontradas diferenças significativas no NO plasmático e tecidual. Na microscopia, a congestão capilar foi intensa, acompanhada de múltiplos focos de edema alveolar, exsudato intra-alveolar proteico, áreas de hemorragia e infiltrado inflamatório neutrofílico, tanto no interstício quanto nos septos alveolares.Os grupos tratados com AM apresentaram diminuição das áreas de edema, exsudação e hemorragia, porém, com maior evidência no grupo AM/AO. CONCLUSÃO. O AM diminui a permeabilidade pulmonar quando administrado de maneira precoce amenizando os danos causados pela LPA induzida por AO. / BACKGROUND. The term Acute Lung Injury (ALI) is used to describe the response to lung injury that occurs directly or indirectly in the lungs. The rupture of the alveolar - capillary barrier determines the influx of protein-rich fluid into the alveolar spaces, the reabsorption of this fluid in the process of resolving the ALI is required. Intravenous infusion of oleic acid (OA) in rats acutely causes diffuse alveolar edema and intra-alveolar hemorrhagic foci, being a good role model induction. Studies have reported that Methylene Blue (MB) attenuates such injuries, with a protective effect in lung tissue and reduce edema present in the ALI present in with sepsis by inhibition of soluble guanylate cyclase (sGC), an activator of the enzyme NO- cGMP pathway. OBJECTIVE. To study the effect of inhibition of sGC by MB in pulmonary capillary permeability ministering to the before and after induction of lung injury by OA. METHOD. Wistar rats were divided into 5 groups: Sham infused with saline bolus, MB infused with MB for 2hrs, OA infused with OA bolus, MB/OA infused with MB for 2hrs, and after 5 min from the beginning, simultaneously received OA bolus and OA/MB infused with OA bolus and after 2hrs, MB infusion for 2hrs. After 4hrs the collection of materials was performed (blood, bronchoalveolar lavage and lung tissue) for analysis of plasma and tissue NO, arterial blood gases, calculation of the wet weight/dry weight (WW/DW) and histology of lung tissue from all groups. The statistic used was analysis of variance (one-way ANOVA) with p<0.05. RESULTS. Not found severe hypoxemia after 4hrs of injury. The OA group shows an increase in the number of proteins in bronchoalveolar lavage and in WW/DW ratio compared to the control groups: Sham and MB, confirming the presence of injury and alterations of lung permeability. The groups treated with MB showed improvement in lung permeability, however, only the pretreatment group (MB/OA) showed statistical significance in reducing the leakage of protein in the lavage. No significant differences were found in plasma and tissue NO. In microscopy, capillary congestion was intense, accompanied by multiple foci of alveolar edema, intra-alveolar proteinaceous exudates, areas of hemorrhage and neutrophilic inflammatory infiltrate in both the interstitium and in the alveolar septa. The groups treated with MB showed reduction in areas of edema, exudation and hemorrhage, however, most obviously in MB/OA group. CONCLUSION. The MB decreases lung permeability when administered as early as possible, mitigating the damage caused by OA-induced ALI.

Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / The extracellular matrix (ECM) provides a structural and signaling platform for cells that comprise various organs, playing a critical role in tissue maintenance, injury, and repair. Hyaluronan (also known as hyaluronic acid, HA) is a ubiquitous ECM polysaccharide consisting of a repeating disaccharide backbone that can be covalently modified by the heavy chains (HC) of the serum protein inter-alpha-inhibitor (IαI) during inflammation. Known as the only covalent modification of HA, the HC linking of HA is exclusively mediated by the inflammation-induced secreted enzyme TNFα-stimulated gene-6 (TSG-6). Mice deficient for HC-HA formation, due to the lack of either TSG-6 or IαI, display reduced survival during systemic lipopolysaccharide (LPS)-induced endotoxic shock and its associated acute lung injury. We therefore hypothesized that HC-HA should play an important protective role against acute lung injury induced by intratracheal LPS or Pseudomonas aeruginosa (PA) gram-negative bacteria. We also identified that lung instillation of LPS or PA caused rapid induction of lung parenchymal HC-HA that was largely cleared during resolution of injury, indicative of a high rate of HA turnover and remodeling during reversible lung injury. However, using TSG-6 knockout mice, we determined that HC-HA exerted minimal protective effects against intratracheal LPS or PA-induced acute lung injury. To better address the differential roles of HC-HA during systemic versus localized intratracheal exposure to LPS, we characterized and compared the induction of HC-HA in plasma and lung in these two models. While lung parenchymal HC-HA formed in both injury models, intravascular HC-HA and TSG-6 were exclusively induced during systemic LPS exposure and were associated with improved outcomes, including decreased number of circulating neutrophils and plasma TNFα levels. Our results suggest that LPS induces HC-HA formation in various tissues depending on the route of exposure and that the specific intravascular induction of HCHA during systemic LPS exposure may have a protective role during endotoxic shock.

Introdução: As estratégias ventilatórias protetoras têm contribuído para a redução da letalidade da Síndrome do Desconforto Respiratório Agudo (SDRA), mas ainda está em debate qual, entre as diversas existentes, é a mais eficaz. A estratégia ARDSNet, muito utilizada na prática clínica, prioriza a redução do volume corrente para minimizar a hiperdistensão. As estratégias Open Lung Approach (OLA), além de procurarem reduzir a hiperdistensão, buscam minimizar o colapso pulmonar para evitar a atelectasia cíclica. Os métodos para ajuste da PEEP ideal nas estratégias OLA apresentam imperfeições: difícil implementação, não permitem avaliação regional do pulmão ou não podem ser realizados a beira leito. Uma estratégia OLA guiada por Tomografia de Impedância Elétrica (TIE) que permite a avaliação regional pulmonar de modo contínuo e a beira leito pode trazer benefícios. Objetivo: Comparar os efeitos fisiológicos (imagem, mecânica e trocas gasosas) ao longo de 42 h entre duas estratégias ventilatórias protetoras em um modelo suíno de SDRA (estratégia ARDSNET X estratégia guiada por TIE: (PEEPTIE). Comparar a mecânica pulmonar e troca gasosa nas duas estratégias ao final das 42 h de ventilação, em uma mesma condição de ventilação, para avaliar efeitos duradouros das estratégias sobre o parênquima pulmonar. Métodos: Sete porcos foram submetidos a ventilação mecânica por 42 horas em cada uma das duas estratégias. A lesão pulmonary foi induzida com lavagem de solução fisiológica associada a ventilação lesiva. No grupo PEEPTIE, a PEEP foi ajustada pela TIE após manobra de recrutamento, mantendo o pulmão com o mínimo de colapso menor que 5%), enquanto que na estratégia ARDSNet era ajustada através da tabela PEEPxFiO2. O volume corrente foi mantido entre 4-6ml/Kg em ambas estratégias, com a pressão de platô menor que 30 cmH2O. Resultados: Oxigenação e mecânica pulmonary eram semelhantes em ambos os grupos após a lesão pulmonar. Durante as 42h de protocolo, a troca gasosa foi significativamente maior no grupo PEEPTIE quando comparado ao grupo ARDSNet tanto no início (p< 0.01) quanto ao final do protocolo(p< 0.01). A PEEP inicial não foi diferente nas duas estratégias (p= 0.14), mas foi significantemente maior no grupo PEEPTIE (p< 0.01) em grande parte do período de 42 h e também ao final. Não houve diferença na pressão de platô entre os grupos (p=0.05). O delta de pressão foi significativamente maior no grupo ARDSNet no começo (p= 0.03) e ao final do protocolo (p= 0.00). Atelectasia cíclica (p < 0.01) e a porcentagem de tecido não-aerado (p= 0.029) foram significativamente maiores no grupo ARDSNet. Ao final do protocolo, nos mesmos ajuste de ventilação, a complacência pulmonar global (p=0.021) e regional (p= 0.002) foram significativamente maiores no grupo PEEPTIE, bem como a troca gasosa (p= 0.048). Conclusões: a estratégia PEEPTIE, quando comparada a estratégia ARDSNet determinou melhor oxigenação, menor grau de colapso e de atelectasia cíclica, além de melhor mecânica pulmonar, tanto global, quanto regional. Esta melhora foi mantida ao final das 42 horas, quando os dois grupos eram ventilados com os mesmos ajustes, sugerindo que a estratégia PEEPTIE determinou menor dano pulmonar / Introduction: Protective ventilatory strategies have contributed for the reduction in Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS) mortality, but so far there is still debate which strategy is more effective. The ARDSNet strategy, used widely in the clinical practice, emphasizes in tidal volume reduction to minimize hiperdistension. The Open Lung Approach (OLA), besides the reduction of hiperdistension, emphasizes reduction of lung collapse to avoid tidal recruitment. The methods to adjust ideal PEEP in the OLA strategies have some imperfections: difficult implementation, do not allow regional lung evaluation or cant be performed at the bedside. The OLA strategy guided by Electrical Impedance Tomography (EIT) which allows a continuous and regional lung evaluation can bring benefits. Objective: Compare physiological effects (image, mechanics and gas exchange) during a period of 42 hours between two protective ventilatory strategies in an ARDS suine model (ARDSNet strategy x strategy guided by EIT PEEPTIE). Compare lung mechanics and gas exchange in both strategies at the end of 42 hours of ventilation, in the same ventilation condition, to evaluate the strategies longtime effects on lung parenchyma. Methods: Seven suines were submitted to mechanical ventilation for 42 hours in each ventilator strategy. Lung injury was induced by saline lavage associated to injurious mechanical ventilation. In the PEEPTIE arm, PEEP was selected by the electrical impedance tomography after a recruitment maneuver, trying to keep lung collapse at minimum, while the ARDSnet group followed a PEEPxFiO2 table. Tidal volume of 4-6ml/kg was maintained in both strategies, with a plateau pressure not higher than 30 cmH2O. Results: Oxygenation and lung mechanics were equally impaired in both arms after injury. During the 42 hours of protocol, gas exchange was significantly higher in the PEEPTIE arm as compared to the ARDSNet arm in the beginning (p< 0.01) and at the end of the protocol (p< 0.01). PEEP at the beginning of the protocol was similar between groups (p= 0.14), but at most part of the protocol and at the end, PEEP was significantly higher in the PEEPTIE arm (p< 0.01).There were no difference in plateau pressure (p=0.06). Driving pressure was significantly higher in the ARDSNet arm at the beginning (p= 0.03) and at the end (p= 0.00). Tidal recruitment was significantly higher in the ARDSNet arm (p < 0.01), and a higher percentage of non-aerated lung tissue (p= 0.029). At the end of the protocol, global lung compliance was significantly higher in the PEEPTIE arm (p=0.021), as for regional lung compliance (p= 0.002) and gas exchange (p= 0.048). Conclusion: The PEEPTIE strategy when compared to the ARDSNet strategy determined better gas exchange, lower percentage of collapse and tidal recruitment, besides better lung mechanics (global and regional). This improvement was maintained at the end of the 42 hours, when both groups were ventilated with the same parameters, suggesting that the PEEPTIE strategy determined less lung injury

Estudos epidemiológicos e experimentais mostram que a poluição do ar pode causar diversos efeitos adversos na saúde, dentre eles inflamação sistêmica e pulmonar, doenças cardiovasculares e exacerbação de doenças pré-existentes. A síndrome do desconforto respiratório aguda é caraterizada por intenso infiltrado inflamatório, dano na barreira alvéolo-capilar e hipoxemia, e desde a sua descrição em 1967 ainda apresenta elevados índices de mortalidade. O presente estudo tem como objetivos: 1. Avaliar qual o impacto da poluição atmosférica de uma região urbana sobre a progressão da LPA induzida por LPS; e 2. Avaliar se a lesão induzida por LPS é alterada em um indivíduo previamente exposto à poluição atmosférica. Os principais achados relativos ao objetivo 1 mostram que, de uma forma geral, quando há a interação do material particulado fino (MP2,5) anterior à fase aguda da LPA, esta não se desenvolve de forma tão grave. Quanto aos parâmetros inflamatórios, nota-se que, na maioria dos parâmetros, as células inflamatórias e citocinas pró-inflamatórias aumentam no grupo LPS 24 horas, mas não, ou não tanto quanto, no grupo poluição+LPS. Como base nestes resultados podemos hipotetizar que pode ter ocorrido uma alteração do perfil da resposta inflamatória ou imunotoxicidade. Quando observamos os resultados referente ao objetivo 2, nota-se que, o grupo LPS + poluição permanece em um estado inflamatório persistente com número de leucócitos aumentado no lavado bronco-alveolar e níveis elevados de citocinas pró-inflamatórias (IL-1beta, IL-6 e IL-8) no tecido pulmonar, enquanto o grupo LPS 5 semanas tem estes parâmetros mais próximos do grupo controle. Na morfologia tecidual, o grupo LPS + poluição a diminuição do espaço aéreo alveolar e o espessamento septal. É bastante plausível que a poluição do ar dificulte recuperação e o reparo adequado da lesão causada pelo LPS, uma vez que a poluição do ar, e especialmente o material particulado fino, exerce um papel pró-inflamatório contínuo sobre a lesão. Podemos concluir que: o uso do LPS por nebulização é um modelo viável para a reprodução dos parâmetros característicos da lesão pulmonar aguda, a exposição ao material particulado pode alterar o perfil de resposta imediata (24 horas) na lesão pulmonar aguda e pode dificultar a recuperação da lesão. Estudo adicionais são necessários para entender o possível papel da modulação da resposta imunológica nos mecanismos envolvidos nestes processos / Epidemiological and experimental studies show that the air pollution can cause several harmful outcomes to the health, which include systemic and pulmonary inflammation, cardiovascular diseases, and exacerbation of preexisting diseases. The acute respiratory distress syndrome is characterized by intense inflammatory response, alveolo-capillary barrier damage and hypoxemia and since it was described for the first time in 1967 it still has high mortality rates. This study aims to 1. Evaluate the impact of urban air pollution exposure on the acute lung injury progression and 2. Evaluate if the LPS-induced injury is altered in an individual previously exposed to the air pollution. The main findings regarding objective 1 show that when there is an interaction of the particulate matter on the acute phase of LPS-induced injury, the lesion is not as severe as in the group that received only LPS. The inflammatory parameters show that inflammatory cells and pro inflammatory cytokines are increased in the LPS 24 hour, whereas not, or not as much as, in the air pollution + LPS group. Based on these results, we can hypothesize that may have occurred a shift of the inflammatory profile or immunotoxicity. Results of the objective 2 show that the group LPS + air pollution remains in a persistent inflammatory condition with increased leucocytes in BALF and pro inflammatory cytokines (IL-1beta, IL-6 e IL-8) also increased in the lung tissue, while the LPS 5 weeks group shows these parameters levels closer to the control group. The tissue morphology displays a diminished alveolar air space and septal thickening. It is very likely that the air pollution interferes on the adequate LPS-induced lesion recovery and repair, once that the air pollution, specially the fine particulate matter, has a continuous pro-inflammatory role over the lesion. We can conclude that: the use of nebulized LPS is a feasible acute lung injury model; the exposure to the particulate matter could alter the profile of the immediate response (24 hours) of the acute lung injury and it can impair the lesion recovery. Additional studies are necessary to understand the possible role of the immunological response modulation mechanisms involved in these processes

INTRODUÇÃO: As técnicas de preservação pulmonar visam a melhorar a qualidade do enxerto e aumentar sua tolerância ao período de isquemia fria. A técnica mais usada atualmente consiste na perfusão da artéria pulmonar com Perfadex. O alto custo associado à importação dessa solução e as dificuldades logísticas dos portos e aeroportos brasileiros com relação a materiais médicohospitalares têm causado problemas para os centros de transplante pulmonar brasileiros. Daí a necessidade de uma solução de preservação pulmonar produzida no Brasil. O objetivo desse estudo é comparar a solução Perfadex com a solução de fabricação nacional LPD-G, quanto ao grau de lesão de isquemia-reperfusão, em um modelo de perfusão pulmonar ex vivo (PPEV). MÉTODOS: Foram usados doadores em morte cerebral, cujos pulmões foram recusados. Cada caso era incluído aleatoriamente em um dos grupos: Grupo 1, a preservação pulmonar era realizada com Perfadex, e Grupo 2, era usado o LPD-G, solução fabricada no Brasil com composição idêntica a do Perfadex. Após a captação, os pulmões eram armazenados a 4 °C por 10 horas. A reperfusão ocorria em um sistema de PPEV, no qual o bloco pulmonar era ventilado e perfundido por uma solução acelular a 37 °C por 60 minutos. A lesão de isquemia-reperfusão era medida através de parâmetros funcionais (gasometria, resistência vascular pulmonar, complacência pulmonar, relação peso úmido/peso seco) e histológicos. Foram feitas biópsias pulmonares em 3 tempos: antes da captação, após o período de isquemia fria e depois da reperfusão. Vários critérios foram usados (edema alveolar, edema intersticial, hemorragia etc.) para criar um Escore de Lesão Pulmonar (ELP). A contagem de células apoptóticas foi feita usando a metodologia TUNEL (TdT-mediated dUTP nick end labeling). RESULTADOS: Após a reperfusão, a capacidade de oxigenação média foi de 405,3 mmHg no Grupo 1 e 406,0 mmHg no Grupo 2 (p = 0,98). A mediana da resistência vascular pulmonar nos pulmões do Grupo 1 foi de 697,6 dina.s.cm-5, enquanto no Grupo 2, esse valor foi de 378,3 dina.s.cm-5 (p = 0,035). A complacência pulmonar média ao final da reperfusão foi de 46,8 cmH2O no Grupo 1 e de 49,3 ml/cmH2O no Grupo 2 (p = 0,816). A razão entre o peso úmido e o peso seco foi em média 2,06 e 2,02 nos Grupos 1 e 2, respectivamente (p = 0,87). Na biópsia realizada após reperfusão, o ELP médio foi de 4,37 e 4,37 nos Grupos 1 e 2, respectivamente (p = 1,0); a contagem de células apoptóticas foi de 118,75/mm2 e 137,50/mm2 nos Grupos 1 e 2, respectivamente (p = 0,71). CONCLUSÕES: A qualidade da preservação pulmonar obtida com a solução LPD-G nacional é semelhante a obtida com o Perfadex. A aplicação clínica da nova solução pode reduzir custos, facilitando a manutenção e a abertura de centros de transplante pulmonar / INTRODUCTION: Pulmonary preservation techniques aim at improving graft quality and increasing tolerance during reperfusion and cold ischemia times. Currently, the most used technique consists of pulmonary artery anterograde perfusion with Perfadex. The high cost associated with the importation of this solution and the logistical difficulties of our ports and airports regarding medical supplies have caused problems for lung transplant centers in Brazil. Therefore there is need for a preservation solution manufactured in Brazil. The aim of this study is to compare the pulmonary preservation solutions Perfadex and LPD-G manufactured in Brazil in an ex vivo lung perfusion (EVLP) model. METHODS: Donors with brain death, whose lungs had been declined by transplantation teams were used. Cases were randomized into two groups: in Group 1, Perfadex was used for pulmonary preservation. In Group 2, LPDnac, a solution manufactured in Brazil and whose compositon is identical to Perfadex, was used. After harvesting, lungs were stored at 4 °C for 10 hours. An EVLP system was used and the pulmonary block was ventilated and perfused by an acellular solution at 37 °C for 60 minutes. Ischemic-reperfusion injury was measured by functional (blood gas, pulmonary vascular resistance, lung compliance, wet/dry weight ratio) and histological parameters. Pulmonary biopsies were performed at three time points: before harvesting, 10 hours after cold ischemia and 60 minutes after reperfusion. Samples were prepared for light microscopy analysis. Several criteria were used (alveolar edema, interstitial edema, hemorrhage etc.) to create a lung injury score (LIS). Apoptotic cell count was carried out using the TUNEL methodology (TdT-mediated dUTP nick end labeling). RESULTS: After reperfusion, mean oxygenation capacity was 406.0 mmHg in Group 2 and 405.3 mmHg in Group 1 (p = 0.98). Mean pulmonary vascular resistance in Group 2 lungs was 378.3 dina.s.cm-5, whereas in Group 1 it was 697.6 dina.s.cm-5 (p = 0.035). Mean pulmonary compliance by the end of reperfusion was 49.3 ml/cmH2O in Group 2 and 46.8 cmH2O in Group 1 (p = 0.816). Mean wet/dry weight ratio was 2.02 and 2.06 in Groups 2 and 1, respectively (p = 0.87). Mean LIS for the biopsy performed after reperfusion was 4.37 and 4.37 in Groups 2 and 1, respectively (p= 1.0); apoptotic cell count was 137.50/mm2 and 118.75/mm2 in Groups 2 and 1, respectively (p = 0.71). CONCLUSION: The preservation solution manufactured in Brazil proved to be as good as Perfadex. The clinical application for the new solution may reduce costs, favoring the maintenance and opening of pulmonary transplantation centers

INTRODUÇÃO: Existem muitas controvérsias, nos estudos epidemiológicos existentes, a respeito da incidência e desfechos da síndrome de lesão pulmonar aguda. A incidência e as características clínicas da síndrome dependem principalmente da definição utilizada e da metodologia empregada no estudo, bem como da disponibilização e utilização dos leitos nas unidades de terapia intensiva da região estudada. Pela ausência de dados epidemiológicos existentes de lesão pulmonar aguda na Grande Vitória, no Espírito Santo, realizamos este estudo para analisar a incidência, características, sobrevida aos 28 dias e mortalidade hospitalar. MÉTODOS: Os pacientes internados nas 14 unidades de terapia intensiva da Grande Vitória, durante o período de 15 meses, submetidos à ventilação mecânica e que preencheram os critérios de lesão pulmonar aguda da Conferência de Consenso Européia-Americana de 1994 foram selecionados prospectivamente para o estudo. Os pacientes também foram classificados de acordo com a nova definição de Berlim. Avaliamos as características clínicas e funcionais no primeiro dia de internação, durante a primeira semana, no 14º dia e no 28º dia de evolução. Foram calculadas a incidência da síndrome acumulada/ano, a sobrevida aos 28 dias e a mortalidade hospitalar. RESULTADOS: Foram avaliados 7.133 pacientes admitidos nas unidades de terapia intensiva, dos quais 130 (1,8%) foram selecionados. A mediana de tempo para o diagnóstico de lesão pulmonar aguda foi de 2 dias (IQ: 0-3 dias), sendo 25,4% dos diagnósticos realizados no momento da internação na unidade de terapia intensiva. Os fatores de risco foram principalmente pneumonia (35,3%), sepse não pulmonar (31,5%) e trauma (16,9%). A média de idade dos pacientes foi de 44,2 ± 15,9 anos, sendo 61,5% do sexo masculino. A média do APACHE II foi de 20,7 ± 7,9 e a média da PaO2/FiO2, de 206,7 ± 61,6. O tempo médio em ventilação mecânica foi de 21 ± 15 dias e o tempo médio de permanência na unidade de terapia intensiva foi de 26,4 ± 18,7 dias. De acordo com a nova definição de Berlim, os pacientes com a síndrome de desconforto respiratório agudo foram classificados em: leve, com 49 casos (37,7%); moderada, com 68(52,3%); e grave, com 13(10%). A incidência acumulada de LPA foi de 10,1 casos/100.000 habitantes/ano, sendo 3,8 casos/100.000 habitantes/ano para LPA sem SDRA e 6,3 casos/100.000 habitantes/ano para SDRA, representando 1,7% das admissões no ano. A relação PaO2/FiO2 nos dias 6 e 7 de evolução após o diagnóstico da síndrome foi um fator preditor independente para a mortalidade aos 28 dias, que foi de 38,5% (95% IC, 30,1-46,8). A mortalidade intrahospitalar foi de 49,2% (95% IC, 40,6-57,8), não diferindo entre os pacientes com LPA sem SDRA e SDRA. CONCLUSÕES: A incidência de LPA nos pacientes submetidos à ventilação mecânica invasiva na região da Grande Vitória, Espírito Santo, foi baixa, sendo a maioria dos casos diagnosticada 2 dias após a admissão nas unidades de terapia intensiva. A mortalidade aos 28 dias e a hospitalar dos pacientes com LPA sem SDRA e com SDRA não foram estatisticamente diferentes neste estudo. As mudanças nas práticas assistenciais nas unidades de terapia intensiva poderão contribuir para a redução da incidência da SDRA intrahospitalar / INTRODUCTION: There are many controversies in the existing epidemiological studies regarding the incidence and outcomes in acute lung injury. The incidence and clinical features of the syndrome mainly depend on the definition adopted and on the methodology employed in the study, as well as on the availability and use of beds in intensive therapy units in the regions studied. Due to the absence of existing epidemiological data concerning acute lung injury in Vitória, Espírito Santo, we conducted this study to analyze the incidence, clinical characteristics, survival rate at 28 days, and mortality rate. METHODS: The patients hospitalized in the 14 units of intensive therapy in the region of Grande Vitória for the period of 15 months submitted to mechanical ventilation, who fulfilled the criteria of acute lung injury as defined by the Conference of European-American Consensus of 1994, were prospectively selected for the study. These patients were also classified according to the new Berlin definition. We evaluated the clinical and functional characteristics on the first day of hospitalization, during the first week, on day 14 and on day 28 of clinical evolution. We calculated the cumulative incidence/year for the syndrome, the survival rate at 28 days, and hospital mortality. RESULTS: A total of 7,133 patients admitted to the intensive care units was evaluated, of whom 130 (1.8%) were selected. The median time to diagnosis of acute lung injury was 2 days (IQR: 0-3 days), 25.4% of diagnoses being made at admission to the intensive care unit. The risk factors were mainly pneumonia (35.3%), nonpulmonary sepsis (31.5%) and trauma (16.9%). The patients\' mean age was 44.2 ± 15.9 years, 61.5% being male. The APACHE II prognostic score averaged 20.7 ± 7.9, mean arterial oxygenation variable PaO2/FiO2 206 ± 61.6 and time on mechanical ventilation with a mean of 21 ± 15 days. The average length of stay in intensive care unit was 26.4 ± 18.7 days. Based on the new Berlin definition, patients with acute respiratory distress syndrome were classified as mild: 49 (37.7%); moderate: 68 (52.3%); and severe: 13 (10%). The cumulative incidence was 10.1 cases per 100,000 inhabitants /year for ALI, of which 3.8 cases per 100,000 inhabitants / year were for non-ARDS ALI and 6.3 cases per 100,000 inhabitants / year were for ARDS, representing 1.7% of admissions in the year. The variable arterial oxygenation on days 6 and 7 of evolution after the diagnosis of the syndrome was an independent factor for mortality at 28 days, which was 38.5% (95% CI, 30.1 to 46.8). In-hospital mortality was 49.2% (95% CI, 40.6 to 57.8), and did not differ between patients with ALI non-ARDS and acute respiratory distress syndrome Summary (ARDS). CONCLUSIONS: The incidence of acute lung injury in patients undergoing invasive mechanical ventilation in the region of Grande Vitória, Espírito Santo was low, most of them being diagnosed 2 days after admission to intensive care units. Mortality at 28 days and hospital mortality of patients with ALI non-ARDS were not statistically different in this study. Changes in care practices in intensive therapy units can contribute to reduce the incidence of in-hospital ARDS

A disfunção de vias aéreas em pacientes com Síndrome do Desconforto Respiratória Agudo (SDRA) é caracterizada por limitação do fluxo expiratório e hiperinsuflação dinâmica. As alterações morfológicas possivelmente associadas com tais alterações funcionais têm sido investigadas em modelos experimentais de lesão pulmonar aguda, que mostram necrose e descamação epitelial em vias aéreas distais. Entretanto, até o momento, essa avaliação não foi realizada em humanos. O objetivo deste estudo foi investigar as alterações estruturais e inflamatórias nas pequenas vias aéreas de pacientes com SDRA. Com este propósito, estudamos, retrospectivamente, o tecido pulmonar de 31 pacientes com SDRA (A: PaO2/FIO2<=200, 45±14anos, 16 homens) e 11 controles (C: 52±16anos, 7 homens) submetidos à autópsia. Por meio de análise de imagem, quantificamos a extensão das alterações epiteliais, a inflamação bronquiolar, a espessura da parede da via aérea e o conteúdo de proteínas da matriz extracelular (MEC) nas pequenas vias aéreas. As vias aéreas dos pacientes com SDRA apresentaram menor extensão de epitélio normal (A: 32,9±27.2%, C: 76,7±32.7%, p<0,001), maior extensão de descamação epitelial (A: 52,6±35.2%, C: 21,8±32.1%, p<0,01), maior índice de inflamação [A: 1(3), C: 0(1), p= 0,03], maior espessura da parede da via aérea (A: 138,7 ± 54,3 ?m, C: 86,4 ± 33,3 ?m, p< 0,01) e maior conteúdo de colágeno I, fibronectina, versicam e MMP-9 comparado aos controles (p<=0,03). Nos pacientes com SDRA, a extensão de epitélio normal apresentou correlação positiva com a PaO2/FiO2 (r=0,58; p=0,02) e correlação negativa com a pressão de platô utilizada (r=-0,52; p=0,04). A extensão de epitélio descamado apresentou correlação negativa com a PaO2/FiO2 (r=-0,52; p=0,04). Nossos dados mostram que as pequenas vias aéreas dos pacientes com SDRA apresentam alterações estruturais caracterizadas por descamação epitelial, inflamação e espessamento da parede com deposição de MEC. Estas alterações podem contribuir para as alterações funcionais observadas em pacientes com SDRA. / Airway dysfunction in patients with acute respiratory distress syndrome (ARDS) is evidenced by expiratory flow limitation and dynamic hyperinflation. The morphological alterations potentially associated with these functional changes have been investigated in experimental models of Acute Lung Injury, which show epithelial necrosis and denudation in distal airways. To date, however, no study has focused on the morphological airway changes in lungs from human subjects with ARDS. Objective: To evaluate structural and inflammatory changes in distal airways in ARDS patients. Methods and Results: We retrospectively studied autopsy lung tissue from 31 ARDS patients (A: PaO2/FIO2<=200, 45±14years, 16 males) and 11 controls (C: 52±16years, 7 males). Using image analysis, we quantified the extension of epithelial changes, bronchiolar inflammation, airway wall thickness, and extracellular matrix (ECM) protein content in distal airways. ARDS airways showed a shorter extension of normal epithelium (A:32.9±27.2%, C:76.7±32.7%, p<0.001), a larger extension of epithelium denudation (A:52.6±35.2%, C:21.8±32.1%, p<0.01), increased airway inflammation (p=0.03), higher airway wall thickness (A:138.7±54.3?m, C:86.4±33.3?m, p<0.01), and higher airway content of collagen I, fibronectin, versican and MMP-9 compared to controls (p<=0.03). The extension of normal epithelium showed a positive correlation with PaO2/FiO2 (r=0.58; p=0.02) and a negative correlation with plateau pressure (r=-0.52; p=0.04). The extension of denuded epithelium showed a negative correlation with PaO2/FiO2 (r=-0.52; p=0.04). Conclusion: Structural changes in small airways of patients with ARDS were characterized by epithelial denudation, inflammation and airway wall thickening with ECM remodeling. These changes are likely to contribute to functional airway changes in patients with ARDS.

INTRODUÇÃO: A lesão pulmonar aguda (LPA) decorrente de aspiração do conteúdo gástrico é freqüente em pacientes com nível de consciência comprometido e depressão dos reflexos de vias aéreas. A solução salina hipertônica (HS) a 7,5% apresenta resultados ainda controversos quanto ao seu potencial efeito protetor na resposta inflamatória pulmonar. OBJETIVOS: Este estudo teve como objetivo avaliar o potencial efeito antiinflamatório da solução salina hipertônica no modelo experimental de lesão pulmonar por aspiração de ácido clorídrico (HCl). MÉTODOS: Foram utilizados 32 suínos (n=32; 8/grupo) divididos aleatoriamente nos seguintes grupos: Sham, onde os animais foram somente anestesiados, ventilados e observados; HS, onde os animais receberam infusão de HS a 7,5% (4 ml/kg), sem LPA; ALI, onde os animais foram submetidos à LPA com HCl; ALI+HS, onde os animais foram submetidos à LPA com HCl e tratados com HS a 7,5% (4 ml/kg). Foram mensurados parâmetros hemodinâmicos e ventilatórios. Amostras de sangue foram coletadas para hemogasometria e análise dos níveis plasmáticos de TNF-?. Foram coletadas amostras do lavado broncoalveolar para mensuração das seguintes citocinas: IL-1, IL-6, IL-8, IL-10 e TNF-?, e realização do burst oxidativo das células pulmonares. O tecido pulmonar foi coletado para análise histológica posterior. A análise estatística foi realizada pela análise de variância com medidas repetidas (ANOVA) seguida por teste de Tukey. O grau de significância estabelecido foi de 5% (p<0,05). RESULTADOS: Houve diferença estatística significante quanto aos parâmetros ventilatórios, oxigenação sanguinea, burst oxidativo e análise histológica pulmonar dos grupos ALI e ALI+HS, quando comparados aos grupos Sham e HS. Níveis de IL-6 e IL-8 apresentaram-se mais elevados nos grupos ALI e ALI+HS, porém sem diferença estatística entre grupos. CONCLUSÃO: O modelo de LPA estudado foi capaz de promover lesão pulmonar direta e heterogênea, porém o grupo tratado com solução salina 7,5% não apresentou diferença estatística sobre o grupo não tratado no que alude aos parâmetros avaliados. / BACKGROUND: Acute lung injury (ALI) caused by aspiration of gastric contents is not ununsual in patients with depression of airway reflexes. The potential anti-inflammatory effects of hypertonic saline 7.5% (HS) is still controversial on pulmonary response. OBJECTIVES: This study aimed to evaluate the potential anti-inflamatory effect of hypertonic saline (HS) in a swine model of hydrochloric acid (HCl) aspiration. METHODS: 32 pigs (n=32; 8/group) were randomly divided into the following groups: Sham, the animals were only anesthetized, ventilated and observed; HS, the animals received an 7.5% hypertonic saline infusion (4ml/kg); ALI, animals were submitted to ALI with HCl infusion; ALI+HS, animals were submitted to ALI with HCl infusion and treated with 7.5% hypertonic saline (4ml/kg). Hemodynamic and ventilatory parameters were measured. Blood samples were collected for blood gas analysis and plasma levels mensuration of TNF-?. Bronchoalveolar samples were also collected for IL-1, IL-6, IL-8, IL-10 and TNF-? cytokine mensuration and oxidative burst analysis. Lung tissue was collected for histological analysis. A parametrical analysis of variance with repeated measurement (ANOVA) followed by Tukey test was done. The significance level was set at 5% (p<0,05). RESULTS: There were estatistical differences regarding to ventilatory parameters, oxigenation, oxidative burst and pulmonary histological evaluation in ALI and ALI+HS groups, when compared to Sham and HS. IL-6 and IL-8 levels were higher in ALI and ALI+HS groups. However, no statistical difference were found between groups. CONCLUSION: The ALI model was effective to promote diffuse and heterogeneous lung injury. However, the group treated with 7.5% hypertonic saline did not presented statistical difference when compared to the non treated group regarding the evaluated parameters.