Interior

Scientific Reports volumen 13, número de artículo: 10980 (2023) Citar este artículo

671 Accesos

1 altmétrica

Detalles de métricas

Los purificadores de aire portátiles ayudan a mejorar la calidad del aire interior al neutralizar los alérgenos, incluidas las proteínas de la caspa animal. Sin embargo, existen modelos in vivo limitados para evaluar la eficacia de estos dispositivos. Aquí, desarrollamos un nuevo modelo animal de asma experimental utilizando la exposición al extracto de caspa de gato en aerosol (CDE) y comparamos la eficacia de tecnologías de purificación de aire seleccionadas. Los ratones fueron expuestos a aerosoles de CDE durante 6 semanas en cámaras separadas de exposición de todo el cuerpo hechas a medida y equipadas con un dispositivo de filtración Molekule fotoelectroquímico oxidativo (PECO) (PFD) o un dispositivo de filtración de aire asistido por HEPA (HFD) junto con resultados positivos (un dispositivo sin capacidad de filtración) y controles negativos. En comparación con el grupo de control positivo, la resistencia de las vías respiratorias inducida por CDE y los niveles plasmáticos de IgE e IL-13 se redujeron significativamente en ambos grupos de purificadores de aire. Sin embargo, los ratones PFD mostraron una mejor atenuación de la hiperplasia mucosa del tejido pulmonar y la eosinofilia que los ratones HFD y los controles positivos, lo que indica una mejor eficacia en el manejo de las respuestas alérgicas inducidas por CDE. La destrucción de la proteína de la caspa de gato se evaluó mediante análisis proteómico LCMS, que reveló la degradación de 2731 péptidos únicos en medio PECO en 1 h. Por lo tanto, la destrucción de las proteínas alergénicas en los medios de filtración mejora la eficacia del purificador de aire, lo que podría aliviar las respuestas alérgicas en comparación con la filtración tradicional basada únicamente en HEPA.

Un aspecto crítico del manejo del asma alérgica es mantener un ambiente de aire interior limpio y evitar la exposición de los pacientes a alérgenos e insultos, especialmente cuando están sensibilizados a los alérgenos interiores constantemente presentes que desencadenan la respuesta asmática. La asociación entre los alérgenos de interior y la morbilidad por asma, especialmente en el desarrollo del asma infantil, ha sido establecida previamente1. Algunos alérgenos comunes incluyen los ácaros del polvo doméstico, las cucarachas, el polen, las esporas de moho y sus metabolitos; sin embargo, la caspa de las mascotas es un alérgeno doméstico frecuente que con frecuencia se pasa por alto. En particular, la caspa de gato es el alérgeno de interior más destacado, y Felis domesticus 1 (Fel d1) está bien demostrado y es el componente alérgeno dominante de la caspa de gato2,3,4. Fel d1 es un complejo proteico de secretoglobina que se sabe que induce una respuesta inmune Th2, y se ha demostrado que aproximadamente el 50% de los pacientes asmáticos tienen respuestas alérgicas mediadas por IgE tras la exposición a Fel d1. Fel d1 es un componente muy prevalente en las glándulas sebáceas de los gatos, desde donde se secreta al pelaje y la piel y también está presente en las glándulas salivales de los gatos5,6,7.

Mejorar la calidad del aire interior es fundamental para gestionar con éxito las respuestas alérgicas a los alérgenos transmitidos por el aire y mejorar la calidad de vida general de los pacientes asmáticos. Sin embargo, aún no se ha considerado la integración de un régimen de purificación del aire como opción de tratamiento y/o prevención del asma. Aunque los regímenes de tratamiento actuales, incluida la inmunoterapia con alérgenos específicos, han mostrado cierta mejora8,9,10,11, los avances tecnológicos en la inactivación de los alérgenos ambientales también deberían ser el foco principal de los esfuerzos para ayudar a reducir/limitar las exacerbaciones asmáticas. Los métodos físicos, ambientales y no invasivos para evitar la sensibilización, incluido el uso de purificadores de aire portátiles, son cruciales para eliminar los alérgenos en el aire. Sin embargo, la eficiencia de la eliminación de aeroalérgenos y los posibles beneficios para la salud pueden variar según los tipos de entornos, las tecnologías de filtración y los dispositivos que se utilicen.

La purificación del aire es un esfuerzo maratónico y no simplemente una carrera corta en la que se considera importante la rapidez con la que se eliminan las partículas del aire. La purificación del aire implica mucho más que simplemente demostrar la eliminación o reducción de los niveles de contaminantes por debajo de los límites de detección estándar. Sin embargo, los seres vivos, incluidos los humanos y los animales, son significativamente más sensibles a los cambios en los niveles de contaminantes que cualquier instrumento analítico utilizado actualmente. Por lo tanto, se necesitan esfuerzos continuos para comprender el impacto de la purificación del aire en la salud respiratoria para que pueda integrarse juiciosamente en la vida cotidiana. El estudio actual se esfuerza por desarrollar un método para evaluar las tecnologías de purificación del aire, especialmente cuando los métodos analíticos estándar tuvieron un éxito limitado en establecer un vínculo concluyente entre los beneficios para la salud y los parámetros de calidad del aire.

El aire es una mezcla de múltiples componentes de gases, partículas y gotas de líquido conocidas como aerosoles (Fig. S1). Las partículas de alérgenos son un componente del aire que no se ha estudiado lo suficiente. Las partículas de alérgenos en el aire generalmente se consideran intactas e inmovilizadas sobre partículas de polvo de diferentes rangos de tamaño. Por lo tanto, todos los métodos de prueba para evaluar la eficacia de los purificadores de aire se basan en enfoques de eliminación de partículas y no abordan las preocupaciones derivadas de la presencia de alérgenos libres y proteínas alérgenas en el aire. Los alérgenos libres y las proteínas alérgicas son partículas de alérgenos en el rango nanométrico que no están inmovilizadas en las partículas de polvo más grandes. Hasta donde sabemos, no existe ningún método de instrumentación analítica disponible que pueda determinar la presencia de proteínas alérgenas libres, segregadas de las partículas inmovilizadas en el polvo y, en ese caso, evaluar la eficacia de las tecnologías y dispositivos de purificación del aire. En consecuencia, postulamos que la eliminación de proteínas alergénicas libres del aire es fundamental para reducir la sensibilización y las exacerbaciones asmáticas.

Una tecnología de purificación de aire PECO desarrollada recientemente (Fig. S2) captura y destruye (oxida) contaminantes orgánicos y permite la eliminación de partículas 1 × 103 veces más pequeñas que las partículas eliminadas mediante tecnologías de purificación de aire basadas simplemente en filtración física12. Los contaminantes orgánicos incluyen compuestos orgánicos semivolátiles y volátiles (sVOC y VOC, respectivamente), microbios patógenos y partículas de alérgenos. El dispositivo de filtración de aire (PFD) asistido por PECO (Molekule Air Mini+) ha sido aprobado como dispositivo médico de Clase II por la Administración de Medicamentos y Alimentos de EE. UU. (FDA) debido a su eficiencia y potencial para eliminar bacterias y virus patógenos13. En un estudio clínico a escala piloto, se demostró que estos purificadores de aire Molekule reducen la duración de la hospitalización, las tasas de intubación y la necesidad de nebulizadores e intervenciones no invasivas en pacientes pediátricos hospitalizados debido a dificultad respiratoria14. Sin embargo, se requieren más estudios para investigar todo el potencial, las limitaciones y la utilidad de esta nueva tecnología en campos relacionados con la salud humana.

El diseño del presente estudio se basó en las siguientes preguntas.

¿El método estándar para determinar los niveles de partículas en el aire es suficiente para evaluar la eficacia de las unidades purificadoras de aire?

¿Puede la presencia de niveles de Fel d1 que están por debajo del límite de detección de un método analítico causar respuestas alérgicas en un modelo experimental de ratón?

¿La destrucción de las proteínas alergénicas en el PFD afecta el rendimiento de la unidad purificadora de aire, más allá de los parámetros de filtración física?

En este estudio, se empleó un pequeño modelo animal preclínico para investigar las consultas mencionadas anteriormente y comparar la eficacia de un novedoso sistema de purificación portátil asistido por PECO (con PFD) con un sistema tradicional basado en filtros HEPA (con HFD). Se expusieron ratones adultos C57BL/6J a CDE en aerosol en cámaras de todo el cuerpo para imitar las condiciones que se asemejan a la exposición a alérgenos domésticos en interiores, y se probaron los efectos de los sistemas de purificación de aire para cuantificar su eficiencia para minimizar las respuestas asmáticas inducidas por CDE. Nuestro modelo de exposición a CDE en aerosol indujo una respuesta asmática en ratones e imitó eficazmente las condiciones de exposición a los alérgenos de la caspa de las mascotas domésticas. Se analizaron los parámetros de función pulmonar, las citocinas del líquido de lavado broncoalveolar (BALF) y el diferencial celular, la histología del tejido pulmonar y la remodelación epitelial de las vías respiratorias, así como los niveles de citocinas en plasma, para comparar los efectos de la filtración de aire sobre las respuestas inflamatorias alérgicas inducidas por CDE. En general, nuestro estudio sugiere que el PFD y su tecnología de destrucción es más eficaz para prevenir los síntomas y las exacerbaciones del asma alérgica inducida por el CDE en un modelo de ratón. Este efecto podría deberse principalmente a la eficiente inactivación oxidativa de las proteínas alergénicas, como lo verifican nuestros estudios de análisis proteómico LC-MS. Por tanto, el nuevo PFD destruye la actividad biológica de las proteínas aeroalergénicas y el uso de dichos dispositivos podría aliviar las exacerbaciones alérgicas debilitantes.

Los animales en todas las cámaras (NC—Control Negativo; PC—Control Positivo; PFD—dispositivo de filtración de aire asistido por PECO; HFD—dispositivo de filtración de aire asistido por HEPA) fueron expuestos a condiciones ambientales similares como lo reflejan la temperatura y humedad promedio registradas durante el estudio (Tabla 1). La temperatura promedio en todas las cámaras osciló entre 20,3 y 21,7 °C (0,1) y los niveles de humedad oscilaron entre 49,9 y 56,7% durante el estudio.

El análisis de la proteína del alérgeno de la caspa de gato Fel d1 en las muestras de aire de todas las cámaras fue realizado por Indoor Technologies Inc. Se generaron niveles comparables de aerosol CDE en cada una de las cámaras (cámaras PC, PFD y HFD) durante las seis semanas. del estudio con niveles promedio de Fel d1 alcanzados en 60.05, 64.74 y 59.62 ng por 2 L de muestra de aire de la cámara (Tabla 2). Lo más importante es que las muestras de aire recolectadas antes y después de la filtración de aire muestran que tanto el Air Mini+ asistido por PECO como el dispositivo purificador de aire asistido por filtro HEPA pudieron suprimir el Fel d1 por debajo de los niveles límite de detección en cada uno de las cámaras en comparación con la cámara de control positivo donde todavía había un 50% de los aerosoles iniciales de Fel d1 presentes en la muestra de aire.

Los animales del estudio pesaban entre 26 y 32 g al comienzo del estudio con un peso corporal promedio en cada grupo de aproximadamente 30 g. Los cambios en los pesos corporales se calcularon como el porcentaje del peso corporal inicial para cada ratón y se representó el cambio promedio para cada grupo (Fig. 1A). Los animales en el aire ambiente ganaron alrededor del 8% de su peso corporal durante el estudio, mientras que los ratones expuestos al aerosol de CDE ganaron menos peso (2%), sin diferencias significativas entre los ratones PC, PFD y HFD. Luego, al final del estudio, se seleccionaron al azar cinco animales de cada grupo y se sometieron a un análisis de la función pulmonar para determinar los cambios en la hiperreactividad de las vías respiratorias después de la broncoprovocación con metacolina (Mch). Hubo un aumento significativo en la resistencia de las vías respiratorias (RL) en el grupo de ratones PC con 3 y 6 mg/mL de desafíos de Mch en comparación con el grupo NC (Fig. 1B, D). Tanto las vías respiratorias de los ratones PFD como HFD no fueron sensibles a los desafíos de Mch con cambios en los parámetros de la función pulmonar que no se distinguen del grupo NC, lo que indica que la filtración de aire tanto por PFD como por HFD ha suprimido funcionalmente los niveles de alérgenos CDE. No se observaron cambios significativos en la distensibilidad dinámica (Cdyn) de las vías respiratorias de los ratones en ninguno de los grupos analizados (Fig. 1C, E).

(A) Los cambios en el peso corporal de los ratones en cada grupo durante el estudio se muestran como el cambio porcentual sobre el peso corporal inicial promedio para cada grupo. Los datos se muestran como media ± SEM y se analizan mediante ANOVA (n = 10/gp); **p < 0,01; ***p < 0,001 en comparación con el grupo NC. Parámetros de función pulmonar analizados después de la exposición a CDE y la filtración de aire en cada grupo de ratones. La (B) resistencia de las vías respiratorias (RL) y la (C) distensibilidad dinámica (Cdyn) de los ratones anestesiados de cada grupo se determinaron siguiendo la dosis creciente de metacolina (MCh) (0, 1, 3, 6, 12, 25 y 50 mg/ml) provocaciones de aerosol mediante inhalación. Los histogramas que muestran los valores de RL y (E) Cdyn del grupo individual (D) para ratones expuestos a 0, 1, 3 y 6 mg/ml de metacolina. Los datos se muestran como media ± SEM (n = 5/gp) y se analizan mediante ANOVA de 2 vías; **p<0,01.

Entre las células BALF recolectadas, hubo un promedio de 3,53 × 105 células/ml en el grupo NC. La exposición al alérgeno CDE indujo la celularidad en BALF al cuádruple, produciendo 12,05 × 105 células/ml en el grupo PC. Hubo una atenuación notable (valor de p = 0,08) del reclutamiento de células BALF en animales con PFD con un promedio de 6,14 × 105 células/ml (Fig. 2A). Mientras que los ratones HFD solo mostraron una tendencia hacia recuentos de células BALF más bajos con un promedio de 9,44 × 105 células/ml. La mayor parte de esta infiltración celular se debió al reclutamiento de eosinófilos (Eos), determinado mediante inmunotinción de citoespinas BALF (Fig. 2B) y cuantificación de Eos total (Fig. 2C), así como del porcentaje total de células BALF por ratón (Fig. 2D). . Eos representó alrededor del 32% de las células BALF en el grupo PC con 3,96 × 105 Eos/ml que se suprimieron significativamente en los ratones PFD.

La PFD suprime la eosinofilia de las vías respiratorias inducida por aerosol CDE. (A) Análisis del gráfico de violín del total de células BALF obtenidas de cada grupo donde cada punto representa un ratón individual por grupo. (B) Micrografías representativas que muestran eosinófilos inmunoteñidos (que se muestran en rojo) en citospins BALF para cada grupo con núcleos teñidos con DAPI (que se muestran en azul), barra de escala: 10 µm. Cuantificación de (C) eosinófilos totales y (D) porcentaje de eosinófilos por ms en cada grupo. Datos analizados por ANOVA (n = 10/gp excepto PC, n = 9); *p<0,05, **p<0,01.

Se evaluaron los niveles de IgE total y los niveles de citocina IL-13 en el plasma y el líquido de lavado recolectados de cada ratón utilizando los respectivos ELISA. Hubo un aumento significativo en los niveles plasmáticos de IgE que se atenuaron en los grupos PFD y HFD (Fig. 3A). Se observó una supresión significativa similar en los niveles plasmáticos de IL-13 de los grupos PFD y HFD que se indujo en el grupo PC (Fig. 3B). El análisis de los niveles de IgE de BALF también mostró una tendencia similar donde los grupos PFD y HFD mostraron una mejor atenuación de los niveles de IgE inducida por CDE (Fig. 3C), pero no hubo diferencias en los niveles de IL-13 de BALF entre los ratones de todos los grupos analizados. (Figura 3D).

Cuantificación de los niveles plasmáticos de (A) IgE y (B) IL-13, y BALF (C) IgE e (D) IL-13 en ratones de cada grupo según lo determinado por ELISA. Datos analizados por ANOVA (n = 5/gp); *p < 0,05; **p<0,01.

No hubo diferencias significativas en la histopatología macroscópica del tejido pulmonar en ninguno de los grupos en términos de celularidad alrededor de las vías respiratorias, los vasos sanguíneos o el parénquima (Fig. 4A). Sin embargo, las vías respiratorias axiales mostraron una mayor metaplasia mucosa en ratones PC como se muestra en la Fig. 4B y el grupo PFD y HFD mostraron cierta atenuación del número de células mucosas por mm BL (Fig. 4C). Los cambios en la metaplasia de las células mucosas se confirmaron además mediante inmunotinción de secciones seriadas con anticuerpo contra la mucina Muc5ac que mostró una atenuación significativa en ratones PFD que en ratones HFD (Fig. 4D, E). Las secciones también se tiñeron conjuntamente para detectar eosinófilos que marcaron una eosinofilia peribronquial significativa en ratones PC en comparación con ratones NC y la PFD atenuó significativamente este aumento del reclutamiento de eosinófilos, mientras que los ratones del grupo HFD no mostraron ningún cambio con respecto al grupo PC (Fig. 4D, F ).

La metaplasia de las células mucosas de las vías respiratorias y la eosinofilia peribronquial causadas por la exposición al aerosol de CDE se mitigan con la PFD. Micrografías representativas de tejido pulmonar de ratón de cada grupo que muestran morfología macroscópica y metaplasia de la mucosa de las vías respiratorias. (A) Imágenes de bajo aumento de una sección entera del pulmón teñidas con H&E que muestran las vías respiratorias bronquiales (marcadas con un asterisco rojo), escala: 200 µm. (B) Una imagen de gran aumento de las vías respiratorias axiales del pulmón teñidas con AB/PAS que muestra la glicoproteína mucina AB + que marca las células mucosas/caliciformes (marcadas con flechas rojas), escala: 10 µm. (C) La cuantificación de células mucosas por mm de lámina basal (BL). (D) Micrografías representativas que muestran las células mucosas/caliciformes Muc5ac + de las vías respiratorias (que se muestran en rojo) y los eosinófilos (que se muestran en verde) con núcleos teñidos con DAPI (que se muestran en azul), barra de escala: 10 µm. Cuantificación de células (E) Muc5ac+ por mm de BL y (F) Eosinófilos por mm2 de área en cada grupo de ratones. Los datos se muestran como media ± SEM y se analizan mediante ANOVA (n = 5/gp). *p < 0,05; **p < 0,01; ***p < 0,001.

Para comprender la acción de PECO sobre las proteínas, se realizó un análisis de muestras de filtro mediante la técnica de electroforesis con proteínas alérgenas y no alérgenas como Fel d1, así como proteína de A. niger y albúmina sérica bovina (BSA), respectivamente. El protocolo se probó en dos tipos de medios filtrantes PECO (PECO 1.0 y PECO 2.0), carbón y HEPA, y los resultados se analizaron para comparar el rendimiento. PECO 1.0 es el medio heredado y PECO 2.0 es una actualización que se utiliza actualmente en las unidades purificadoras de aire Molekule.

Como se desprende del gráfico de la Fig. 5A y la Fig. S7, el 98,6% (± 0,69%) de BSA se degradó en el medio PECO 2.0 (actualmente utilizado en los purificadores de aire Molekule) y el 53,8% (± 1,88%) en el medio PECO 1.0 ( filtro PECO heredado) en 30 minutos de exposición a UV-A, mientras que solo el 12,1% (± 18,13%) y el 7,0% (± 12,13%) se desnaturalizaron o permanecieron adsorbidos en los filtros de carbón y HEPA, respectivamente. A continuación, se expuso el extracto de proteína de A. niger a 5 y 15 minutos de irradiación UV-A. Después de 5 minutos de irradiación UV-A (Fig. S8), el extracto de proteína de A. niger se degradó un 69 % (± 1,25 %) y un 89,6 % (± 1,0 %) en los medios PECO 1.0 y 2.0, respectivamente. Después de 15 minutos de irradiación UV-A (Fig. S9), el extracto de proteína de A. niger se degradó al 100% (± 1,0%) en los medios PECO 1,0 y 2,0 (Fig. 5B). De manera similar, según lo determinado por el análisis SDS PAGE, el feld1 puro se degradó completamente en los medios PECO 1.0 y 2.0 en 30 minutos de exposición a UV-A (Fig. S10).

Análisis de muestras de filtro que muestra (A) porcentaje de degradación de la proteína BSA con 30 minutos de exposición a UV-A y (B) porcentaje de degradación del extracto de proteína de A. niger en 5 y 15 minutos de exposición a UV-A. Los datos se muestran como media ± SEM y se analizan mediante ANOVA (n = 3); **p<0,01.

El análisis de proteínas del CDE crudo mediante análisis SDS PAGE fue engorroso ya que no se observaron bandas distintas en la placa de electroforesis. Por lo tanto, exploramos el protocolo de recuperación ultraalta S-Trap Mini y la cromatografía líquida-espectrometría de masas para desarrollar un perfil completo de las proteínas del extracto de caspa de gato y evaluamos la destrucción de las proteínas CDE en los medios de filtración PECO. Se utilizó el software Perseus para anotar los alérgenos de la base de datos UniProt para Felis silvestris catus. La degradación de proteínas se mide como una disminución porcentual entre las intensidades de LFQ de la solución completa de caspa de gato (Fig. 6A-D). Se identificó un total de 4492 péptidos únicos mediante análisis LCMS para la muestra de control (solución CDE) y de estos 2731 (61%) péptidos fueron completamente degradados por el medio PECO 2.0 cuando se expusieron a UV-A durante una hora. Por otro lado, las muestras de HEPA mostraron una reducción de péptidos <8%, lo que se debe principalmente a la ineficiencia en la extracción completa de las proteínas atrapadas en las muestras de muestras (Fig. 6E). Estos datos respaldan el estudio en modelo animal e ilustran aún más la tecnología PECO como una herramienta de gestión adicional para las personas alérgicas.

El PECO 2.0 demostró una cantidad reducida de proteínas en comparación con las muestras de medios filtrantes HEPA y sin recubrimiento contaminados con extracto de caspa de gato. Histogramas que muestran el número de proteínas (recuentos) y sus valores de intensidad Log2 para (A) caspa de gato/control, (B) medios filtrantes sin recubrimiento (U), (C) medios HEPA (H) y (D) medios filtrantes PECO 2.0 (LC) contaminada con caspa de gato. (E) El porcentaje de degradación de proteínas normalizado con control/solución completa de caspa de gato. Los datos se muestran como media ± SEM y se analizan mediante ANOVA (n = 3); **p<0,01.

El presente estudio muestra que un modelo de ratón desarrollado de exposición crónica por inhalación de CDE en aerosol en una cámara interior de exposición de todo el cuerpo induce hiperreactividad de las vías respiratorias y una respuesta similar al asma. Específicamente, la resistencia de las vías respiratorias, los niveles de eosinófilos en BALF, la IgE en plasma sanguíneo y los niveles de citocina IL-13 fueron significativamente más altos en ratones expuestos a CDE en el grupo de PC, con un purificador de aire equipado con un filtro de aire falso. La histopatología mostró metaplasia mucosa en las vías respiratorias de estos animales. Curiosamente, aunque tanto PFD como HFD eliminan los niveles de Fel d1 por debajo del nivel de detección en la cámara de prueba y ayudan a atenuar los efectos observados en el grupo de PC, encontramos que el filtro PECO funciona de manera más eficiente que el filtro HEPA.

Los fenotipos clínicos más destacados de la respuesta al asma alérgica incluyen infiltración eosinofílica, restricción de las vías respiratorias e hiperexpresión de moco/flema en el tracto respiratorio. La respuesta inflamatoria después de la exposición/sensibilización al alérgeno implica una secreción elevada de IL-4, IL-5, IL-13, factor estimulante de colonias de granulocitos y macrófagos (GM-CSF) y citoquinas/quimiocinas adicionales, lo que resulta en el reclutamiento y activación. de otras células inmunes15,16,17,18. Un cambio en los niveles circulatorios de inmunoglobulina E19, otro inmunofenotipo clásico, agrava aún más la respuesta inflamatoria que conduce a la exacerbación asmática. En consecuencia, además de las terapias convencionales, actualmente se están desarrollando terapias más eficaces dirigidas a estas moléculas proinflamatorias. Por ejemplo, una terapia basada en anticuerpos anti-IL-5 está mostrando cierto potencial contra las respuestas asmáticas alérgicas en los ensayos clínicos en curso19,20. Sin embargo, estas terapias, incluidas las dirigidas a IgE, eosinofilia o hiperplasia de las vías respiratorias, han mostrado un éxito limitado en estudios preclínicos y clínicos16,17,21,22. Por lo tanto, evitar por completo la exposición y/o la sensibilización a los alérgenos es una medida preventiva crítica para los pacientes con asma alérgica manteniendo un entorno libre de alérgenos activos. Este estudio sugiere que la nueva filtración de aire asistida por PECO puede brindar una oportunidad para satisfacer esta necesidad.

Se ha informado que los pacientes que padecen asma alérgica podrían obtener alivio con el uso de purificadores de aire; sin embargo, se necesitan investigaciones más profundas para mejorar el impacto general23. Los resultados de los estudios a menudo no han sido concluyentes debido principalmente al uso de modelos experimentales o diseños de estudio inadecuados. Por ejemplo, un estudio investigó el efecto del uso de filtros HEPA utilizando purificadores de aire en las aulas en estudiantes con asma activa y encontró que el uso de purificadores con filtros HEPA en toda la escuela no redujo significativamente los síntomas en pacientes que padecían asma activa24. Sin embargo, los autores sugirieron que se necesitan exámenes y estudios adicionales para comprender mejor la relación entre la purificación del aire y el alivio del asma. Curiosamente, también se han propuesto modificaciones de los filtros HEPA, como recubrimientos o modificaciones químicas, para mejorar su eficiencia en la captura de partículas patógenas25. Es evidente aquí que la purificación del aire implica algo más que la mera filtración física de las partículas.

Se propone que los PFD sean mejoras novedosas de las tecnologías de filtración actuales disponibles en el mercado. Ofrecen proporcionar una capa de protección adicional mediante un filtro nanorrevestido que oxida la materia orgánica a especies benignas, agua y dióxido de carbono. Esta novedosa tecnología permite una capacidad excepcional para mejorar las tecnologías de filtración en una era en la que la necesidad de una eliminación exitosa de patógenos mediante elementos de filtración no se ha satisfecho de manera integral26. Aquí, mostramos que puede haber una gran efectividad de la filtración de aire basada en PECO para atenuar los efectos de un modelo asmático mediado por CDE en un entorno de exposición de todo el cuerpo a roedores.

La filtración HEPA funciona mediante un mecanismo de captura que involucra impactación, difusión e interceptación con una eficiencia del 99,97%, es decir, sólo tres partículas de cada 10.000 pueden pasar a través del filtro. PECO funciona, además del mecanismo de captura, mediante mecanismos de colisión, adsorción y reacción de oxidación. Las partículas de proteínas alergénicas pueden pasar a través del filtro HEPA sin ningún daño y con capacidad de provocar reacciones alérgicas. Por otro lado, las proteínas alergénicas pueden desnaturalizarse debido a su reacción con especies reactivas de oxígeno (ROS) al pasar a través del filtro PECO. La tecnología de filtro de Molekule Air-Mini es avanzada utilizando TiO2 nanocatalítico y luz UV-A de baja energía, que admite una variedad de reacciones (ecuaciones 1 a 7) en la superficie del filtro generando suficientes ROS de vida corta, incluido el hidroxilo. radicales, iones peróxido y superóxido, para oxidar proteínas alergénicas de manera eficiente a productos benignos como CO2, N2, H2O, etc. La optimización de la velocidad de reacción de PECO se ha logrado mediante una alta superficie de filtración de PECO, características óptimas de flujo de aire e intensidad de luz UVA-LED.

Con base en el estudio reportado en modelo animal y posteriormente análisis proteómico, se puede concluir lo siguiente:

Los métodos estándar para determinar el nivel de partículas por sí solos no son suficientes para evaluar la eficacia de las unidades purificadoras de aire, especialmente en relación con problemas de salud.

La presencia de Fel d1 por debajo del nivel límite de detección en el aire podría provocar respuestas alérgicas en ratones.

La tecnología de purificación del aire basada en oxidación fotoelectroquímica es una herramienta eficaz para la degradación de los alérgenos en el aire.

La destrucción de las proteínas alergénicas en el filtro PECO afecta el rendimiento de la unidad purificadora de aire, más allá de los parámetros de filtración física y proporciona una capa adicional de protección.

La principal limitación de este estudio es el número de animales utilizados por grupo. Utilizamos 10 animales por grupo y para algunos análisis utilizamos solo cinco animales. Por lo tanto, se necesitan más estudios con una mayor cantidad de animales para ayudar a establecer la eficacia de los dispositivos de filtración de aire y ayudar a diseñar los ensayos clínicos y preclínicos necesarios para acelerar el uso clínico de estos dispositivos. En resumen, hemos demostrado aquí que el potencial de los PFD es prometedor y necesita mayor exploración, y su beneficio al permitir que los pacientes que sufren de asma alérgica eviten la sensibilización, combinado con su diseño portátil, los convierte en excelentes candidatos para un mayor desarrollo. Se necesitan más estudios preclínicos a gran escala y desarrollos tecnológicos para ayudar a establecer la eficacia clínica de dichos dispositivos de filtración para uso humano.

Se necesitan urgentemente estudios controlados para investigar los efectos de los purificadores de aire portátiles sobre la incidencia de infecciones respiratorias27. Por último, en estos modelos experimentales también se investigará la evaluación de la vida útil del filtro y las necesidades de sustitución. En este sentido, se ha propuesto un modelado del nivel de carga de polvo como método para monitorear la necesidad de reemplazo de filtros y muestra potencial para un mayor desarrollo28.

Se compraron ratones macho C57BL/6J de tipo salvaje (WT) libres de patógenos de 18 semanas de edad en The Jackson Laboratory (Bar Harbor, ME) y se pusieron en cuarentena durante 10 días en condiciones libres de patógenos. Todos los experimentos fueron aprobados por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales (IACUC) y se llevaron a cabo en la Universidad Internacional de Florida (FIU), una instalación aprobada por la Asociación para la Evaluación y Acreditación para el Cuidado Internacional de Animales de Laboratorio. Brevemente, después de la cuarentena, 40 ratones (n = 10/grupo) se aclimataron a las cámaras de exposición durante 5 días antes del estudio. Luego, los ratones se pesaron, se aleatorizaron y se dividieron en cuatro grupos como se muestra en la Tabla 3. Los ratones del grupo 1 o del grupo de control negativo (NC) se colocaron en una cámara con el filtro de aire "falso" (filtro de aire portátil sin unidad de filtración activa). ) para controlar los efectos del ruido, el calor y la vibración de las unidades de filtración, y los ratones fueron expuestos únicamente al aire ambiente. Los otros tres grupos estuvieron expuestos a CDE en aerosol (Greer Labs, Lenoir, Carolina del Norte) en días alternos durante 6 semanas. Los ratones del grupo 2 o del grupo de control positivo (PC) tenían un filtro de aire falso. Los ratones del grupo 3 o del grupo PFD tenían una unidad de filtración asistida por PECO en la cámara. Los ratones del grupo 4 o del grupo HFD tenían la unidad de filtro HEPA tradicional en la cámara.

La configuración detallada de la cámara paso a paso, la aerosolización del CDE, el muestreo de aire y los procedimientos de exposición de los animales se presentaron en la Información complementaria del Protocolo S1. Brevemente aquí, las cámaras de exposición por inhalación de todo el cuerpo se configuraron y construyeron a medida para gestionar eficientemente el programa de exposición (Fig. S3). Los ratones de los grupos PC, PFD y HFD se expusieron a aerosoles de CDE en sus propias cámaras y los ratones del grupo NC se expusieron al aire ambiente con el filtro de aire falso en una habitación separada para evitar la contaminación cruzada. Para garantizar una exposición total, se retiró la tapa de la jaula del filtro en todas las cámaras, lo que permitió a los animales inhalar el ambiente acondicionado de arriba. Durante las exposiciones se controlaron la temperatura y la humedad en todas las cámaras. Los ratones del grupo PC, PFD y HFD se expusieron a aerosoles de CDE durante 1 h/día y 3 días/semana durante 6 semanas, como se describe en la Fig. S4. El volumen corriente de respiración del ratón por minuto es de 1,46 ml de aire/gramo de masa del ratón29,30. Se utilizó una ecuación de balance de masa con variables específicas de nuestra cámara y experimento para determinar la concentración inicial de CDE/L de aire en las cámaras de exposición. La Figura S5 en la Información complementaria demuestra la disminución natural del nivel de CDE dentro de la cámara durante 1 h de duración. El CDE se nebulizó usando una bomba de jeringa y un módulo atomizador Blaustein (BLAM, CH Technologies USA, Westwood, Nueva Jersey) para lograr la deposición de CDE a 20 µg de CDE/ratón, es decir, 7,61 µg de CDE promedio/litro de aire de la cámara7. Las muestras de aerosol se recolectaron inmediatamente después de la aerosolización del CDE utilizando un casete de recolección de muestras conectado al muestreador Gilian 5000. El aire de la cámara se filtró usando los respectivos dispositivos de filtración de aire durante una hora y se recogió otra muestra de aire de la cámara después de la filtración. El análisis de los niveles de caspa de gato Fel d1 en todas las muestras de aire fue realizado por Indoor Technologies Inc.

Luego se introdujeron los ratones en las respectivas cámaras durante una hora con filtración de aire continua durante la exposición. Cada ratón del estudio fue observado dos veces al día para detectar cualquier signo clínico de angustia o inactividad. Todos los ratones también fueron pesados semanalmente durante el período de estudio y, finalmente, también en la necropsia. Al final del estudio, se determinaron los parámetros de función pulmonar de cinco ratones de cada grupo. El resto de los ratones de cada grupo fueron sacrificados y se recogieron y almacenaron muestras de plasma sanguíneo, BALF y tejido pulmonar para su posterior análisis.

Los ratones asignados para pruebas de función pulmonar se anestesiaron con un cóctel de ketamina/xilazina (K/X) a una concentración de 80–100/5–10 mg/kg de cóctel K/X, mediante una única inyección IP y las funciones pulmonares se probaron mediante técnicas de oscilación forzada utilizando el sistema de resistencia y cumplimiento (R/C) Buxco® (Data Sciences International Inc., Holliston, MA). Las funciones pulmonares se evaluaron después de la exposición a metacolina (MCh) en aerosol para evaluar la hiperreactividad de las vías respiratorias (resistencia y cumplimiento). Se intubaron ratones anestesiados mediante una pequeña incisión superficial realizada en la región ventral del cuello por encima de la tráquea y se canuló la tráquea. La ventilación se realizó a través de la cánula mediante maniobras de presión positiva en el aparato R/C. Para cada ratón, se realizaron mediciones de referencia de resistencia y cumplimiento que consistieron en una inflación lenta escalonada o continua (rampa) hasta la capacidad pulmonar total y una deflación hasta la capacidad respiratoria forzada, controlando la presión. Inmediatamente después de las mediciones iniciales, se administraron dosis crecientes de metacolina (en el siguiente orden: 0, 1, 3, 6, 12, 25 y 50 mg/ml) mediante nebulización y se determinaron la resistencia de las vías respiratorias (RL) y la distensibilidad dinámica (Cdyn). Medido. Luego se sacrificó a los ratones y se recogieron y almacenaron plasma sanguíneo y tejido pulmonar para análisis adicionales.

Para las necropsias programadas, los ratones fueron sacrificados humanamente utilizando una solución de eutasol (390 mg de pentobarbital sódico/50 mg de fenitoína sódica, Virbac AH Inc., Carros, Francia) mediante inyección intraperitoneal (IP) (200 μg/g de peso corporal). El éxito de la eutanasia se confirmó mediante desangramiento seguido de necropsia de tórax abierto. El plasma sanguíneo se recogió en tubos recubiertos con ácido etilendiaminotetraacético (EDTA) y los pulmones se perfundieron con una solución de PBS. Se canuló la tráquea, se extirpó toda la unidad pulmón-corazón y se recogió BALF utilizando PBS frío. Posteriormente, se recogieron tejidos pulmonares y se congelaron los lóbulos pulmonares derechos y se fijó el lóbulo pulmonar izquierdo utilizando una solución de formalina de zinc a presión constante como se describió anteriormente17.

El plasma sanguíneo se recogió en tubos recubiertos con EDTA después de la centrifugación y se almacenaron alícuotas para su posterior análisis. Los pulmones canulados y extirpados se lavaron tres veces con 0,5 ml de PBS frío. Para el fraccionamiento, el BALF recogido se centrifugó a 1000 xg durante 10 minutos a 4 °C y el superintendente se recogió, se repartió en alícuotas y se almacenó a -80 °C para su posterior análisis. Los sedimentos celulares restantes se resuspendieron en 0,2 ml de PBS frío que contenía BSA al 0,1%. A partir de eso, se mezclaron 20 µl de suspensión celular con un volumen igual de azul tripano al 0,4% y se enumeraron las células BAL vivas totales utilizando el contador celular automatizado TC20 (Bio-Rad). Posteriormente, se citohilaron 50 µl de suspensión celular utilizando Cytospin 2 (Shandon) en portaobjetos para procedimientos de tinción. Para el recuento diferencial, los portaobjetos fijos se tiñeron con la tinción Camco quik II y los eosinófilos se midieron utilizando el sistema de microscopía todo en uno BZX700 (Keyence Inc., Osaka, Japón). Se inmunotiñó un portaobjetos diferente para detectar eosinófilos (n.º de catálogo NBP1-42140; Novus Biologicals, CO) y se contratiñó con DAPI. Se analizaron los niveles de IgE (Cat# LS-F5589; LSBio, Seattle, WA) y TH2 (p. ej., IL-13, Cat# MBS355405; MyBio Source, San Diego, CA) en plasma y BALF mediante ELISA específicos según los fabricantes. ' instrucciones.

Luego, los pulmones fijados con formalina se procesaron para su inclusión en parafina y se prepararon secciones de tejido pulmonar. Se realizó tinción histoquímica con hematoxilina y eosina (H&E) para evaluar la morfología pulmonar macroscópica. Las secciones en serie también se tiñeron con azul Alcian (Richard-Allan Scientific) y tinción con reactivo de Schiff con ácido periódico (AB/PAS) para teñir las glicoproteínas de mucina como se describió anteriormente17. El número de células epiteliales y de células mucosas de las vías respiratorias por mm de lámina basal se midió utilizando el sistema de microscopía todo en uno BZX700 (Keyence Inc., Osaka, Japón). Se inmunotiñeron secciones separadas para mucina MUC5AC de las vías respiratorias (n.º de cat. MAB2011; Millipore Inc., MA) y eosinófilos (n.º de cat. NBP1-42140; Novus Biologicals, CO) siguiendo la técnica de tinción dual como se describió anteriormente18. En todos los casos, la cuantificación y morfometría fue realizada por una persona que desconocía la identidad del portaobjetos.

El protocolo detallado de prueba de Swatch paso a paso se presentó en Información complementaria en el Protocolo S2.

Para este estudio inicial se utilizó una solución de albúmina sérica bovina (BSA) a una concentración de 5 mg/ml. Se utilizaron muestras de filtros PECO, carbón y HEPA (1 cm x 1 cm) para demostrar la degradación de proteínas. Los medios se colocaron bajo una fuente de luz UV-A durante no menos de 1 hora antes de la inoculación de la proteína. Se pipetearon 10 µl de la solución de 5 mg/ml sobre muestras en condiciones ambientales y se colocaron bajo una fuente de luz UV-A durante tiempos que oscilaron entre 0 y 30 min. Luego se colocaron muestras dentro de 100 µl de solución tamponada con fosfato al 0,5 % + Tween-20 (PBST) y se agitaron vigorosamente durante un minuto. Se transfirieron volúmenes iguales de la solución que contenía la muestra y el tampón Laemmli 4X a un tubo de microcentrífuga con tapa abatible nuevo de 1,5 ml. Las muestras se calentaron a 95 °C durante 3 a 5 minutos antes de cargar 10 µl en cada pocillo de un gel para su análisis. La escalera de proteínas se cargó junto con las muestras de acuerdo con las pautas del fabricante (Thermo Scientific, Spectra Multicolor Broad Range Protein Ladder). Los geles se tiñeron según las pautas del fabricante (Thermo Scientific, Gel Code Blue) y se quitaron la tinción con agua destilada. Se capturaron imágenes del gel y el análisis de las imágenes se realizó utilizando el programa de procesamiento de imágenes Java de código abierto, ImageJ. La intensidad de la mancha en el gel de electroforesis se usó para determinar el porcentaje de degradación/adsorción de proteína en los respectivos medios filtrantes. Se cargaron concentraciones conocidas de BSA, se procesaron usando SDS PAGE y se analizaron usando ImageJ. La curva de calibración (Fig. S6) indica que el análisis mediante ImageJ se puede utilizar de manera confiable y proporcionar información precisa sobre el análisis de proteínas.

La precipitación de proteínas con ácido tricloroacético (TCA) se realizó en extracto crudo de Aspergillus niger y caspa de gato para reducir la concentración de contaminantes y aumentar la concentración de proteínas. Se agregaron 100 µl de TCA a 1 ml de extracto crudo y se agitaron vigorosamente durante 30 a 60 s. La proteína precipitó en hielo durante 30 a 60 minutos antes de la centrifugación a 10.000 xg a 4 °C durante 10 minutos. Se aspiró el sobrenadante y el sedimento se lavó dos veces con 500 µl de acetona helada, seguido de centrifugación a 10.000 xga 4 °C durante 5 minutos. El sobrenadante se aspiró cada vez y el sedimento se dejó secar al aire. Las muestras se resuspendieron en 50 µl de PBST al 0,5% y se mantuvieron a -20 °C hasta su uso posterior. Los extractos de proteína de caspa de gato y A. niger se sometieron a un tratamiento similar de degradación de BSA utilizando muestras de medios recubiertos con PECO (1 cm × 1 cm). Se capturaron imágenes del gel seguido de un análisis utilizando el programa de procesamiento de imágenes Java de código abierto. , ImagenJ.

A continuación, realizamos un análisis proteómico de CDE para que se procesaran volúmenes iguales de proteína (100 ul) extraídos de muestras de medios filtrantes para LC-MS/MS utilizando trampas s (Protifi) (Fig. S11)31,32. Las proteínas se redujeron con ditiotreitol (DTT), se alquilaron con yodoacetamida (IAA), se acidificaron con ácido fosfórico y se combinaron con tampón de carga s-trap (90% metanol, TEAB 100 mM). Las proteínas se cargaron en trampas s, se lavaron y finalmente se digirieron con tripsina/Lys-C durante la noche a 37 °C. Los péptidos se eluyeron y se secaron con un concentrador de vacío. Los péptidos se resuspendieron en H2O/acetonitrilo al 1%/ácido fórmico al 0,1% para análisis LC-MS/MS.

Los péptidos se separaron utilizando una columna de HPLC de fase inversa C18 de 75 µm × 50 cm (Thermo Scientific) en un Ultimate 3000 UHPLC (Thermo Scientific) con un gradiente de 120 minutos (2–32 % de ACN con 0,1 % de ácido fórmico) y se analizaron. en un instrumento híbrido cuadrupolo-Orbitrap (Q Exactive Plus, Thermo Fisher Scientific). Se adquirieron escaneos completos de encuestas de MS con 70.000 resoluciones. Se seleccionaron los 10 iones más abundantes para el análisis MS/MS.

Los archivos de datos sin procesar se procesan en MaxQuant (v 2.1.4, www.maxquant.org) y se buscan en la base de datos actual de secuencias de proteínas de Uniprot Felis catus. Los parámetros de búsqueda incluyeron la modificación constante de la cisteína mediante carbamidometilación y las modificaciones variables, la oxidación de la metionina y la acetilación del término N de la proteína. Las proteínas se identificaron utilizando el criterio de filtrado de una tasa de descubrimiento falso de péptidos y proteínas del 1%. Los valores de intensidad de proteína se normalizaron utilizando la función de cuantificación libre de etiquetas (LFQ) MaxQuant33.

Los resultados agrupados se expresaron como medias ± SEM y p <0,05 se consideró significativo. Los datos se analizaron utilizando el software GraphPad Prism (GraphPad Software Inc., San Diego, CA) mediante un análisis de varianza unidireccional (ANOVA) o un ANOVA bidireccional y con un análisis de comparación múltiple post-hoc. Cuando se detectaron efectos significativos (p < 0,05), se utilizó la diferencia menos significativa de Fisher y la prueba t de Student para determinar las diferencias entre los grupos.

Todos los métodos se llevaron a cabo de acuerdo con las directrices y regulaciones pertinentes. Todos los métodos se informan de acuerdo con las pautas de ARRIVE (https://arriveguidelines.org).

Todos los datos generados o analizados durante este estudio se incluyen en este artículo publicado y sus archivos de información complementaria.

Phipatanakul, W. Factores ambientales y asma infantil. Pediatra. Ana. 35, 646–656 (2006).

Artículo PubMed Google Scholar

Bonnet, B. y col. Una actualización sobre los alérgenos moleculares de los gatos: Fel d 1 y ¿qué más? Capítulo 1: Fel d 1, el principal alérgeno felino. Clínica de Alergia y Asma. Inmunol. 14, 14. https://doi.org/10.1186/s13223-018-0239-8 (2018).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Grundstrom, J. et al. Desarrollo de un modelo de ratón para el asma crónica inducida por alérgenos de gato. En t. Arco. Inmunol alérgico. 165, 195–205. https://doi.org/10.1159/000369066 (2014).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Nwaru, BI y cols. Sensibilización a los componentes alérgenos de animales peludos y resultados clínicos en asma y rinitis en adultos. J. Clínica de Alergia. Inmunol. Practica. 7, 1230-1238. https://doi.org/10.1016/j.jaip.2018.12.018 (2019).

Artículo PubMed Google Scholar

Gherasim, A. & de Blay, F. ¿Funciona la filtración de aire para la exposición a alérgenos de gatos? actual. Alergia Asma Rep. 20, 18. https://doi.org/10.1007/s11882-020-00912-w (2020).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Kelly, LA, Erwin, EA y Platts-Mills, TA El aire interior y el asma: el papel de los alérgenos de los gatos. actual. Opinión. Pulma. Medicina. 18, 29–34. https://doi.org/10.1097/MCP.0b013e32834db10d (2012).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Tian, B. y col. La proteína 4 que contiene bromodominio de la mucosa media la inflamación y la remodelación inducidas por aeroalérgenos. J. Clínica de Alergia. Inmunol. 143, 1380-1394. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2018.09.029 (2019).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Moldaver, DM y cols. Inducción de la tolerancia de los espectadores y la desviación inmune después de la inmunoterapia con el péptido Fel d 1. J. Clínica de Alergia. Inmunol. 143, 1087–1099. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2018.03.023 (2019).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Pei, Y. et al. Prevención y tratamiento de la inflamación de las vías respiratorias Fel d 1 mediante vacuna de coinmunización mediante la inducción de células Treg CD4+CD25-Foxp3+. Tararear. Vacunas Inmunotras. 9, 1019-1031. https://doi.org/10.4161/hv.23518 (2013).

Artículo CAS Google Scholar

Rudulier, CD, Tonti, E., James, E., Kwok, WW y Larché, M. Modulación de la expresión de CRTh2 en células T específicas de alérgenos después de una inmunoterapia con péptidos. Alergia 74, 2157–2166. https://doi.org/10.1111/all.13867 (2019).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Shamji, MH y cols. Administración profiláctica pasiva con una dosis única de anticuerpos monoclonales anti-Fel d 1 REGN1908-1909 en la rinitis alérgica inducida por alérgenos de gatos: un ensayo clínico aleatorizado, doble ciego y controlado con placebo. Soy. J. Respirar. Crítico. Cuidado médico. 204, 23–33. https://doi.org/10.1164/rccm.202011-4107OC (2021).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Rao, NG, Kumar, A., Wong, JS, Shridhar, R. y Goswami, DY Efecto de un nuevo purificador de aire de oxidación fotoelectroquímica sobre los síntomas de alergia nasal y ocular. Alergia Rinol. 9, 1609. https://doi.org/10.1177/2152656718781609 (2018).

Artículo de Google Scholar

Kaushik, AK & Dhau, JS Purificadores de aire asistidos por oxidación fotoelectroquímica; perspectiva como herramientas potenciales para controlar la exposición al SARS-CoV-2 en interiores. Aplica. Navegar. Ciencia. Adv. 9, 100236. https://doi.org/10.1016/j.apsadv.2022.100236 (2022).

Artículo de Google Scholar

Rao, NG, Kumar, A., Colon, C. y Goswami, DY Impacto de un nuevo dispositivo de tecnología de purificación de aire portátil en el entorno hospitalario pediátrico: un estudio de evaluación previa y posterior. Cureus 12, e7440. https://doi.org/10.7759/cureus.7440 (2020).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Nakagome, K. & Nagata, M. Participación y posible papel de los eosinófilos en la exacerbación del asma. Frente. Inmunol. 9, 2220. https://doi.org/10.3389/fimmu.2018.02220 (2018).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Chand, HS, Harris, JF y Tesfaigzi, Y. IL-13 en la inflamación inducida por LPS hace que la expresión de Bcl-2 sostenga las células mucosas hiperplásicas. Ciencia. Representante 8, 436. https://doi.org/10.1038/s41598-017-18884-9 (2018).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Chand, HS, Mebratu, YA, Kuehl, PJ y Tesfaigzi, Y. El bloqueo de Bcl-2 resuelve la hiperplasia de células mucosas mediada por IL-13 de una manera dependiente de Bik. J. Clínica de Alergia. Inmunol. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2017.05.038 (2017).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Devadoss, D. y col. Un ARN largo no codificante antisentido para ICAM-1 está implicado en la respuesta hiperreactiva de las células epiteliales de las vías respiratorias asociada al asma alérgica. Inmunol de las mucosas. 14, 630–639. https://doi.org/10.1038/s41385-020-00352-9 (2021).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Mummler, C. y col. La respuesta general al tratamiento anti-IL-5/Anti-IL5-ralfa en el asma grave no depende de la capacidad de respuesta inicial al broncodilatador. J. Clínica de Alergia. Inmunol. Practica. https://doi.org/10.1016/j.jaip.2022.07.007 (2022).

Artículo PubMed Google Scholar

Drick, N. y col. Tratamiento con anticuerpos contra el receptor de interleucina (IL)-5/IL-5 en pacientes con asma eosinofílica grave y EPOC. ERJ Res. Abierta. 8, 00207. https://doi.org/10.1183/23120541.00207-2022 (2022).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Matucci, A., Vultaggio, A., Maggi, E. y Kasujee, I. ¿Son la IgE o los eosinófilos el actor clave en la patogénesis del asma alérgica? ¿Estamos haciendo la pregunta correcta? Respirar. Res. 19, 113. https://doi.org/10.1186/s12931-018-0813-0 (2018).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Chand, HS y cols. La terapia anti-IgE produce una disminución de las células dendríticas mieloides en las vías respiratorias del asmático. J. Clínica de Alergia. Inmunol. 125, 1157-1158. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2010.01.020 (2010).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

McDonald, E. y col. Efecto de los sistemas de filtración de aire sobre el asma: una revisión sistemática de ensayos aleatorios. Cofre 122, 1535-1542. https://doi.org/10.1378/chest.122.5.1535 (2002).

Artículo PubMed Google Scholar

Phipatanakul, W. et al. Efecto del manejo integrado de plagas en la escuela o de los purificadores de filtros de aire en el aula sobre los síntomas del asma en estudiantes con asma activa: un ensayo clínico aleatorizado. JAMA 326, 839–850. https://doi.org/10.1001/jama.2021.11559 (2021).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Kim, S. y col. Materiales filtrantes HEPA funcionalizados con ácido tánico para la captura del virus de la influenza. Ciencia. Rep. 11, 979. https://doi.org/10.1038/s41598-020-78929-4 (2021).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Dalrymple, OK, Stefanakos, E., Trotz, MA y Goswami, DY Una revisión de los mecanismos y modelado de la desinfección fotocatalítica. Aplica. Catalán. B 98, 27-38. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2010.05.001 (2010).

Artículo CAS Google Scholar

Hammond, A., Khalid, T., Thornton, HV, Woodall, CA y Hay, AD ¿Deberían los hogares y lugares de trabajo comprar filtros de aire portátiles para reducir la transmisión del SARS-CoV-2 y otras infecciones respiratorias? Una revisión sistemática. MÁS UNO 16, e0251049. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0251049 (2021).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Park, S.-H., Jo, J.-H. y Kim, E.-J. Modelos basados en datos para estimar los niveles de carga de polvo de los filtros ERV HEPA. Sostenibilidad 13, 643. https://doi.org/10.3390/su132413643 (2021).

Artículo de Google Scholar

Fairchild, GA Medición del volumen respiratorio para estudios de retención de virus en ratones. Aplica. Microbiol. 24, 812–818. https://doi.org/10.1128/am.24.5.812-818.1972 (1972).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Milton, PL, Dickinson, H., Jenkin, G. y Lim, R. Evaluación de la fisiología respiratoria de ratones C57BL/6 después de la administración de bleomicina mediante pletismografía barométrica. Respiración 83, 253–266. https://doi.org/10.1159/000330586 (2012).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

HaileMariam, M. et al. S-Trap, un enfoque de preparación de muestras ultrarrápido para proteómica de escopeta. J. Proteoma Res. 17, 2917–2924. https://doi.org/10.1021/acs.jproteome.8b00505 (2018).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Zougman, A., Selby, PJ & Banks, RE Método de preparación de muestras por captura en suspensión (STrap) para análisis proteómico ascendente. Proteómica 14, 1006-1000. https://doi.org/10.1002/pmic.201300553 (2014).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Cox, J. y col. Cuantificación precisa sin etiquetas de todo el proteoma mediante normalización retardada y extracción de la proporción máxima de péptidos, denominada MaxLFQ. Mol. Proteoma celular. 13, 2513–2526. https://doi.org/10.1074/mcp.M113.031591 (2014).

Artículo CAS Google Scholar

Descargar referencias

Los autores desean agradecer a la Sra. Natalia Orso por su ayuda en estudios de exposición seleccionados y a Rahmy Tawfik por los estudios de degradación de proteínas.

Este trabajo fue apoyado por Molekule Group, Inc. (AWD 12844).

Departamento de Inmunología y Nanomedicina, Facultad de Medicina Herbert Wertheim, Universidad Internacional de Florida, 11200 SW 8th St, Miami, FL, 33199, EE. UU.

Dinesh Devadoss, Marko Manevski, Arianne Chung, Francisco de León y Hitendra S. Chand

Investigación y desarrollo, Molekule Group, Inc., 3802 Spectrum Blvd, Tampa, FL, 33612, EE. UU.

Kerri Surbaugh, Chatura Wickramaratne y Jaspreet S. Dhau

Departamento de Biología Celular, Microbiología y Biología Molecular, Universidad del Sur de Florida, Tampa, FL, 33612, EE. UU.

Dale Chaput

También puedes buscar este autor en PubMed Google Scholar.

DD contribuyó a la metodología de estudios con animales, la redacción y el análisis formal de los datos de los estudios con animales. KS contribuyó al desarrollo del protocolo de exposición a la caspa de gato, protocolos de recolección y análisis de muestras de aire y estudio de degradación de proteínas, incluida la proteómica. MM contribuyó a los experimentos del estudio con animales. CW contribuyó al diseño y fabricación de la cámara de exposición de cuerpo completo. DC contribuyó al estudio proteómico. AC contribuyó a los experimentos del estudio con animales. FL contribuyó a los experimentos del estudio con animales. HSC contribuyó a la conceptualización, redacción, análisis formal de los datos del estudio con animales y supervisión del estudio con animales. JSD contribuyó a la conceptualización, redacción, visualización, análisis formal (estudio de degradación de proteínas y animales, incluida la proteómica), administración del proyecto. y supervisión.

Correspondencia a Dinesh Devadoss o Jaspreet S. Dhau.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

Springer Nature se mantiene neutral con respecto a reclamos jurisdiccionales en mapas publicados y afiliaciones institucionales.

Acceso Abierto Este artículo está bajo una Licencia Internacional Creative Commons Attribution 4.0, que permite el uso, compartir, adaptación, distribución y reproducción en cualquier medio o formato, siempre y cuando se dé el crédito apropiado al autor(es) original(es) y a la fuente. proporcione un enlace a la licencia Creative Commons e indique si se realizaron cambios. Las imágenes u otro material de terceros en este artículo están incluidos en la licencia Creative Commons del artículo, a menos que se indique lo contrario en una línea de crédito al material. Si el material no está incluido en la licencia Creative Commons del artículo y su uso previsto no está permitido por la normativa legal o excede el uso permitido, deberá obtener permiso directamente del titular de los derechos de autor. Para ver una copia de esta licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Reimpresiones y permisos

Devadoss, D., Surbaugh, K., Manevski, M. et al. La purificación del aire interior mediante oxidación fotoelectroquímica mitiga las respuestas alérgicas de las vías respiratorias a la caspa de gato en aerosol en un modelo murino. Informe científico 13, 10980 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-38155-0

Descargar cita

Recibido: 27 de enero de 2023

Aceptado: 04 de julio de 2023

Publicado: 06 de julio de 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-38155-0

Cualquier persona con la que compartas el siguiente enlace podrá leer este contenido:

Lo sentimos, actualmente no hay un enlace para compartir disponible para este artículo.

Proporcionado por la iniciativa de intercambio de contenidos Springer Nature SharedIt

Al enviar un comentario, acepta cumplir con nuestros Términos y pautas de la comunidad. Si encuentra algo abusivo o que no cumple con nuestros términos o pautas, márquelo como inapropiado.

Noticias