Desafios e perspectivas do modelo porcino de lesão pulmonar induzida por ácido oleico

Abstract

Introdução: A Síndrome do Desconforto Respiratório Agudo (SDRA) é uma doença pulmonar grave decorrente de vários insultos locais ou sistêmicos que acarretam lesão da estrutura alvéolo-capilar. Vários modelos animais de lesão pulmonar foram desenvolvidos na tentativa de simular a SDRA humana com o objetivo de estudar seu mecanismo e potenciais tratamentos. O modelo de ácido oleico (AO) reproduz as características básicas da SDRA de forma precoce com alterações da permeabilidade capilar e comprometimento na troca gasosa e na mecânica pulmonar, produzindo uma lesão pulmonar que é morfologicamente heterogênea. Objetivo: Descrever o modelo de lesão pulmonar em suínos após administração de AO, avaliar os efeitos sobre mecânica respiratória, alterações hemodinâmicas, histologia e troca gasosa, bem como determinar os desafios no seu desenvolvimento. Métodos: Foram utilizados 10 porcos da raça Large White, os quais foram anestesiados e colocados em ventilação mecânica, sendo submetidos a lesão pulmonar através da infusão endovenosa de AO na artéria pulmonar. A lesão pulmonar foi definida quando a relação PaO2/FiO2 ficasse entre 200-300mmHg e houvesse queda de 40% na complacência pulmonar. Durante o procedimento foram coletadas amostras sanguíneas para gasometria arterial e os dados de mecânica ventilatória e hemodinâmica. Amostras de tecido pulmonar de ambos os pulmões foram coletadas para avaliação de lesão pulmonar através da análise histológica onde foram submetidos à coloração com Hematoxilina – Eosina e classificados em forma semiquantitativa conforme escore de injúria pulmonar (edema, inflamação, hemorragia alveolar, atelectasia e necrose), dosagem de citocinas como IL-6, IL-8 e TNFα e estudo imunohistoquímico para dosagem da Caspase 3. Resultados: A mortalidade do modelo foi de 50%, devido a intensa instabilidade hemodinâmica durante a infusão do AO mesmo com o uso precoce de drogas vasoativas. Três animais necessitaram de doses adicionais de AO para atingir os critérios estabelecidos para lesão pulmonar. A histologia mostrou achados 12 consistentes com lesão pulmonar em todas as amostras pulmonares de ambos os pulmões. Entretanto, foi observado mais edema pulmonar nos segmentos inferiores em relação aos segmentos superiores em ambos os pulmões (p = 0,01). A produção de IL-6 e IL-8 estava significativamente aumentada em comparação a pulmões normais (p <0,05), e IL-6 mostrou-se com níveis maiores nos segmentos superiores em relação aos segmentos inferiores (p =0,03). Células positivas para Caspase 3 estavam presentes em todas as amostras estudadas localizando-se principalmente em células do epitélio respiratório e macrófagos. Conclusão: Embora este modelo produza achados histológicos de lesão pulmonar e resposta inflamatória semelhantes a SDRA clínica, ele apresenta alta mortalidade, dificuldade de reprodutibilidade e alterações hemodinâmicas muitas vezes difíceis de serem controladas, mesmo com diferentes drogas vasoativas.

Introduction: Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS) is a severe pulmonary disease resulted of local or systemic insults that result in damage to the alveolar-capillary structure. Several animal models of lung injury have been developed in an attempt to mimic human ARDS with the objective of studying the mechanism and potential treatments. The oleic acid (OA) model reproduces the early characteristics of ARDS with changes in capillary permeability and impairment in gas exchange and pulmonary mechanics, producing a lung lesion that is morphologically heterogeneous. Objective: To describe the lung injury model in pigs after administration of OA, to evaluate the effects on respiratory mechanics, hemodynamic changes, histology and gas exchange, as well as to determine the challenges in its development. Methods: Ten Large White pigs were used, were anesthetized and mechanically ventilated, and were submitted to lung injury through the endovenous infusion of OA into the pulmonary artery. Pulmonary lesion was defined when the PaO2 / FiO2 ratio was between 200-300mmHg and there was a 40% decrease in lung compliance. During the procedure blood samples were collected for arterial blood gas analysis and data on ventilatory and hemodynamic mechanics. Pulmonary tissue samples from both lungs were collected for evaluation of pulmonary lesions through histological analysis where they were submitted to Hematoxylin - Eosin staining and classified in semiquantitative form according to pulmonary injury score (edema, inflammation, alveolar hemorrhage, atelectasis and necrosis), cytokine dosage as IL-6, IL-8 and TNFα and immunohistochemical study for Caspase 3 dosage. Results: Mortality of the model was 50%, due to an intense hemodynamic instability during the administration of OA, even with the early use of vasoactive drugs. Three animals required additional doses of OA to achieve criteria for lung injury. Histology showed findings consistent with lung injury in all pulmonary samples from both lungs. However, more pulmonary edema was observed in the lower segments in relation to the upper segments of both lungs (p =0.01). IL-6 and IL-8 production were significantly increased compared to normal lungs (p 14 <0.05), and IL-6 showed higher levels in the upper segments compared to the lower segments (p =0.03). Positive cells for Caspase 3 were present in all samples, localized mainly in respiratory epithelial cells and macrophages. Conclusion: Although this model produces histological findings of lung injury and inflammatory response similar to clinical ARDS, it presents high mortality, inconsistent reproducibility and hemodynamic instability of difficult control.