Solfuro di idrogeno come potenziale approccio terapeutico per la disfunzione della barriera endoteliale polmonare in COVID-19

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A partire da maggio 2023, l’impatto globale della pandemia di Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) rimane significativo, con milioni di morti e un numero crescente di infezioni in tutto il mondo.

Mentre il COVID-19 era inizialmente considerato una malattia respiratoria, prove emergenti suggeriscono che la disfunzione endoteliale gioca un ruolo critico sia nei casi acuti che nelle condizioni post-COVID a lungo termine.

Questo articolo esplora la fisiopatologia dell’endoteliopatia associata a COVID-19, con un focus specifico sulla disfunzione della barriera endoteliale polmonare, e discute il potenziale terapeutico dell’idrogeno solforato (H2S) nel mitigare questi effetti.

L’idrogeno solforato (H2S) è una molecola di segnalazione gassosa che ha guadagnato un’attenzione significativa nel campo della ricerca biomedica grazie alle sue diverse funzioni fisiologiche e al suo potenziale terapeutico. Negli ultimi anni, numerosi studi hanno evidenziato il ruolo dell’H2S in vari processi fisiologici e patologici, portando all’esplorazione delle sue applicazioni terapeutiche.

Questa recensione completa mira a fornire una panoramica del potenziale terapeutico dell’H2S, concentrandosi sui suoi usi terapeutici, meccanismi di azione e potenziali applicazioni in varie malattie e condizioni.

  1. L’idrogeno solforato (H2S) è un gas incolore con un odore caratteristico, spesso associato a uova marce. Nonostante il suo odore pungente, l’H2S è emerso come una molecola di segnalazione critica in vari processi biologici. È stato implicato nella regolazione della funzione cardiovascolare, nella modulazione delle risposte infiammatorie e nella neuroprotezione, tra le altre funzioni. Negli ultimi anni, c’è stato un crescente interesse nell’esplorazione delle applicazioni terapeutiche dell’H2S grazie al suo potenziale per indirizzare più percorsi della malattia.
  2. Funzioni biologiche dell’idrogeno solforato – H2S esercita i suoi effetti attraverso molteplici meccanismi e interagisce con vari bersagli molecolari. Svolge un ruolo cruciale nella regolazione cardiovascolare, promuovendo la vasodilatazione e proteggendo dal danno ischemico. Inoltre, l’H2S mostra proprietà antinfiammatorie modulando la produzione di citochine e inibendo le vie di segnalazione pro-infiammatorie. Inoltre influenza la segnalazione neuronale e fornisce neuroprotezione in vari disturbi neurologici. Inoltre, l’H2S è coinvolto nei processi metabolici, nell’equilibrio redox e nelle cascate di segnalazione cellulare.
  3. Usi terapeutici dell’idrogeno solforato – I ricercatori hanno esplorato diversi approcci per sfruttare il potenziale terapeutico dell’H2S. L’inalazione di gas H2S e la somministrazione di composti che rilasciano H2S hanno mostrato risultati promettenti in vari studi preclinici e clinici. Questi approcci mirano a integrare i livelli endogeni di H2S oa potenziarne gli effetti attraverso il rilascio controllato. La modulazione della produzione endogena di H2S è un’altra strategia per sfruttarne i benefici terapeutici.
  4. Meccanismi di azione dell’idrogeno solforato – H2S esercita i suoi effetti interagendo con vari bersagli molecolari e vie di segnalazione. Può modulare l’attività enzimatica, la funzione del recettore e l’espressione genica. H2S regola anche l’equilibrio redox e lo stress ossidativo, contribuendo ai suoi effetti citoprotettivi. Inoltre, influenza i processi cellulari come l’apoptosi, l’autofagia e il metabolismo, contribuendo al suo potenziale terapeutico.
  5. Potenziali applicazioni della terapia con idrogeno solforato

5.1 Malattie cardiovascolari: l’H2S ha mostrato effetti promettenti nei disturbi cardiovascolari come l’ipertensione, l’aterosclerosi, l’infarto del miocardio, l’insufficienza cardiaca e il danno da ischemia-riperfusione.

5.2 Disturbi infiammatori e immunitari: l’H2S mostra proprietà antinfiammatorie e ha un potenziale in condizioni come artrite, colite e disturbi immunitari.

5.3 Disturbi neurologici: l’H2S fornisce neuroprotezione nell’ictus, nelle malattie neurodegenerative e nella neuroinfiammazione e modula la segnalazione neuronale e la plasticità sinaptica.

5.4 Malattie respiratorie: l’H2S ha implicazioni nel danno polmonare acuto, nella broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO), nell’asma e nella contrazione e infiammazione della muscolatura liscia delle vie aeree.

5.5 Disturbi metabolici: l’H2S influisce sul metabolismo del glucosio e dei lipidi e può avere applicazioni terapeutiche nell’obesità, nel diabete e nella sindrome metabolica.

6. Sfide e direzioni future – Mentre la terapia H2S è molto promettente, ci sono sfide che devono essere affrontate. Le considerazioni sulla sicurezza, le potenziali tossicità e lo sviluppo di sistemi di somministrazione mirati per la terapia H2S sono aree importanti della ricerca futura. Sono necessari studi clinici che indaghino l’efficacia e la sicurezza degli interventi a base di H2S in varie malattie per convalidare il suo potenziale terapeutico. Inoltre, è necessaria una ricerca traslazionale per colmare il divario tra studi preclinici e applicazioni cliniche.

Le aree emergenti di indagine includono l’esplorazione del ruolo dell’H2S nel cancro, nella guarigione delle ferite, nel trapianto di organi e nelle malattie legate all’età. Altre aree di interesse sono lo sviluppo di terapie combinate basate sull’H2S e l’identificazione di specifici biomarcatori sensibili all’H2S. Inoltre, il potenziale dell’H2S come strumento diagnostico e il suo utilizzo in tecniche di imaging mirate sono strade entusiasmanti per l’esplorazione futura.

Disfunzione endoteliale in COVID-19: le manifestazioni gravi di COVID-19 sono caratterizzate da insufficienza respiratoria dovuta a danno alveolare, infiammazione, coagulopatia ed endotelialite.

Il danno e la disfunzione della barriera endoteliale polmonare contribuiscono allo sviluppo della sindrome da distress respiratorio acuto (ARDS) e di altre complicanze. I risultati patologici nei polmoni COVID-19 includono la rottura delle giunzioni intercellulari, la perdita del contatto con la membrana basale e gli eventi trombotici. Mentre i fattori esatti che contribuiscono all’endoteliopatia correlata a COVID-19 sono ancora oggetto di indagine, si ritiene che le citochine pro-infiammatorie, l’attivazione piastrinica e le interazioni con la proteina spike SARS-CoV-2 svolgano un ruolo.

Acido solfidrico e funzione di barriera endoteliale : l’idrogeno solforato (H2S) è una molecola di segnalazione gassosa prodotta in vari tipi di cellule, comprese le cellule endoteliali (EC). H2S è coinvolto nell’omeostasi vascolare, modulando le risposte infiammatorie e riducendo la perdita vascolare. Precedenti studi hanno dimostrato che l’H2S può migliorare la funzione della barriera endoteliale in varie condizioni sperimentali. Il trattamento con H2S ha mostrato effetti benefici nella riduzione della permeabilità della barriera emato-encefalica, nella protezione dalle lesioni polmonari e nell’attenuazione dell’iperpermeabilità vascolare.

H2S nella terapia COVID-19: Recenti ricerche hanno indicato il potenziale terapeutico dell’H2S in COVID-19. È stato dimostrato che l’H2S inibisce la replicazione dei virus respiratori, incluso SARS-CoV-2, e riduce l’infiammazione indotta dal virus. La ridotta disponibilità endogena di H2S è associata a malattie cardiovascolari, metaboliche e polmonari, tutte fattori di rischio per COVID-19 grave. Inoltre, gli studi hanno suggerito che H2S può interferire con l’ingresso di SARS-CoV-2 nelle cellule ospiti influenzando l’espressione di ACE2 e TMPRSS2.

Indagine sul potenziale terapeutico dell’H2S nella disfunzione della barriera endoteliale polmonare: questo studio mirava a valutare gli effetti del donatore di H2S a rilascio lento GYY4137 sulla funzione di barriera delle EC microvascolari polmonari umane. Gli EC sono stati sfidati con campioni di plasma di pazienti COVID-19 o virus SARS-CoV-2 inattivato. I ricercatori hanno esaminato l’impatto dell’H2S sull’integrità della barriera endoteliale e valutato i livelli di citochine infiammatorie nel plasma dei pazienti, correlandoli con la gravità della malattia e la loro influenza sulla funzione della barriera endoteliale.

Conclusione : la disfunzione endoteliale associata a COVID-19, in particolare nella barriera endoteliale polmonare, è un fattore cruciale nella fisiopatologia dei casi gravi e del COVID lungo. Il potenziale terapeutico dell’H2S nel mitigare l’interruzione della barriera endoteliale e ridurre la gravità delle complicanze del COVID-19 è un’entusiasmante area di ricerca.

Sono necessarie ulteriori indagini sugli effetti dell’H2S sulla funzione della barriera endoteliale polmonare e sulla sua potenziale applicazione nella terapia del COVID-19. Sfruttare le proprietà benefiche dell’H2S può fornire nuove strade per migliorare i risultati nei pazienti COVID-19 e affrontare le sfide sanitarie ed economiche globali poste da questa pandemia in corso.

link di riferimento: https://www.preprints.org/manuscript/202305.1639/v1

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