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News from UC Davis Health System

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NEWS | March 21, 2012

Investigación identifica los comienzos de EPOC

(SACRAMENTO, Calif.)

La tercera enfermedad más mortal en los Estados Unidos, la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), parece ser en parte provocada por la acción de las células inmunológicas que circulan en la sangre introduciéndose en el tejido de los pulmones.  Científicos de UC Davis han descubierto que este proceso clave comienza en los vasos sanguíneos alrededor de las grandes vías respiratorias en el centro del pulmón.  El descubrimiento ayuda a aclarar cómo el fumar puede provocar esta grave condición respiratoria.

Benjamin Davis  Benjamin Davis

La investigación también identifica un posible blanco nuevo para terapias farmacológicas usadas para combatir la enfermedad, que mata a aproximadamente 3 millones de personas al año en los Estados Unidos.

El estudio se publica hoy en Internet en la Biblioteca Pública de Ciencias, una revista científica de acceso abierto al público.

"Entender cómo empieza una enfermedad es un paso importante para desarrollar nuevas terapias, y saber el mecanismo y la ubicación del reclutamiento de los glóbulos blancos en el pulmón al comienzo del desarrollo de la EPOC en este modelo, nos permitirá identificar medicamentos más rápidamente y determinar cómo funcionan", dijo Benjamin Davis, investigador del Centro de la Salud y del Medioambiente y autor líder del estudio.

"Actualmente estamos estudiando si las estatinas pueden prevenir el desarrollo de la EPOC en este modelo.  El modelo parece ser ideal para identificar medicamentos para tratar la EPOC oportunamente, pero la prueba principal es cuando el tratamiento pasa del laboratorio a los pacientes con la EPOC", dijo Davis.  "Nuestra meta principal es salvar vidas".

Davis y sus colegas usaron un modelo animal altamente reproducible de la EPOC para mostrar, efectivamente, que el equivalente de aproximadamente 10 años fumando una cajetilla de cigarrillos al día provoca una respuesta inmunológica asombrosa en los pulmones: las vías respiratorias bronquiales -- las vías respiratorias a los pulmones -- están completamente dañadas y deterioradas físicamente, acelerando la inflamación y los cambios celulares que a su vez pueden obstruir el flujo de aire y reducir la función normal del pulmón.

En las personas que fuman durante 30 ó 40 años, la inflamación destruye el delicado equilibrio de las células que revisten las vías respiratorias, aumentando la vulnerabilidad del sistema respiratorio a las infecciones y la capacidad para despejar las partículas inhaladas.  Esto es la EPOC en su mayor expresión.

Los investigadores no habían sabido si la inflamación inmunológica provocada por las células empezaba en la sangre que entra a las vías respiratorias bronquiales o si, en cambio, empezaba en los alveolos en la profundidad de los pulmones donde el oxígeno se transfiere a los vasos sanguíneos.  El nuevo descubrimiento ofrece la respuesta.

La investigación demuestra que la exposición al humo del tabaco estimula un tipo específico de glóbulos blancos llamados neutrófilos a salir de los vasos sanguíneos bronquiales y acumularse en el tejido de los pulmones.  Davis y sus colegas descubrieron que estas células abandonan la circulación a causa de la producción de "moléculas de adherencia" y proteínas inmunológicas llamadas quimioquinas en las células de los vasos sanguíneos bronquiales. Si bien los neutrófilos ayudan a reparar el tejido, cuando se presentan en números excesivos y se activan, estos glóbulos blancos pueden liberar enzimas que matan células y aceleran la inflamación.

"Ahora que hemos determinado dónde empieza el proceso, esperamos que se puedan desarrollar medicamentos terapéuticos para atacar este proceso inflamatorio en las vías respiratorias bronquiales para reducir daño grave al pulmón", dijo Kent Pinkerton, coautor del estudio, profesor de pediatría y director del Centro de la Salud y del Medioambiente de UC Davis.

Más del 80 por ciento de los casos de la EPOC es causado por fumar.  Inhalar un cigarrillo encendido expone a los fumadores a aproximadamente 4,000 compuestos distintos presentes en vapores, partículas y humo.  Todo este material se conecta con y eventualmente mata frágiles células epiteliales de las vías respiratorias, revestidas con cilios y películas de mucosa para facilitar el paso del aire a los pulmones.

Los investigadores estudiaron ratas que parecían tener un defecto genético que las hacía reaccionar a la exposición del humo, como la gente que desarrolla enfermedades relacionadas con fumar.  Los científicos demostraron que los animales desarrollan todas las características fisiológicas y anatómicas de la EPOC que se encuentra en los humanos, convirtiéndolos en modelos ideales para estudiar la enfermedad.

Las ratas sufren de estos síntomas y condiciones mucho más rápidamente que otros animales de laboratorio que se han estudiado, y se espera que el desarrollo del modelo de la rata sea útil en estudios futuros de la EPOC y formas para tratarla.

En la investigación, una "máquina fumadora" automáticamente carga, enciende y fuma cigarrillos.  Las ratas están expuestas a humo equivalente a un fumador de dos cajetillas al día.  Sin embargo, debido a la sensibilidad de estas ratas al humo del tabaco, las exposiciones son sólo de seis horas al día, tres días a la semana.

Los investigadores descubrieron que 12 días de exposición en un período de 4 semanas causaron cambios fisiológicos equivalentes a los de una persona que ha fumado por 10 ó 20 años que desarrolla complicaciones respiratorias de jadeo, tos y función respiratoria reducida.  Con 12 semanas de exposición al humo, la condición de estas ratas se aproxima a la de alguien que ha fumado durante 30 ó 40 años que ha desarrollado la EPOC y graves limitaciones para respirar.
Ahora, los científicos planean probar una variedad de posibles medicamentos con la meta a largo plazo de encontrar nuevas formas de tratar a las personas con esta enfermedad.

Otros coautores del estudio incluyen a Yi-Hsin Shen, Daniel J. Tancredi, Vanessa Flores y Ryan P. Davis, todos en el Centro de la Salud y del Medioambiente.

La Facultad de Medicina de UC Davis es una de las facultades líderes de medicina en el país, reconocida por sus programas de investigación y de atención primaria. La facultad ofrece programas de maestría con acreditación completa en salud pública e informática, y su programa combinado de medicina y doctorado está capacitando a la próxima generación de médicos científicos para realizar investigaciones de alto impacto y traducir sus descubrimientos en mejor atención clínica. Además de ser reconocida como líder en investigación médica, la facultad está comprometida a prestar sus servicios a comunidades marginales y mejorar la atención médica rural. Para mayor información, visite la Facultad de Medicina de UC Davis en medschool.ucdavis.edu.