Background: Hemorrhagic shock (HS) is a severe pathological condition due to a rapid and significant loss of intravascular volume, which may lead to hemodynamic instability, inadequate tissue perfusion and hypoxia. One of the major consequences of hemorrhage/ reperfusion is the onset of Multiple Organ Dysfunction Syndrome (MODS), driven by excessive systemic inflammation. Currently, there are no pharmacological treatments avaiable for MODS.
Aims: The aims of the thesis are to investigate whether the activation of the JAK/STAT pathway, and the related inflammatory pathways NF-kB and NLRP3, occurs in hemorrhagic shock and whether their pharmacological inhibition is effective in countering the MODS.
Methods: An acute model of HS was performed in rats. Mean Arterial Pressure (MAP) was recorded. At 4h after resuscitation serum biomarkers (urea and creatinine, ALT and AST, amylase, CK, LDH) were measured to assess organs dysfunction. The Western Blot technique was performed to evaluate the activation of the JAK/STAT pathway, the NF-kB pathway, the NLRP3 pathway in liver and kidneys. MPO colorimetric assay was carried out in lungs.
Results: HS caused a significant increase in JAK/STAT, NF-kB, NLRP3 pathways activation both for liver and kidneys. The JAK/STAT pharmacological inhibition was associated with reduced activation of the tested inflammatory cascades. However, these effects were not associated with a decrease in HS-reduced MPO activity in lungs.
Conclusions: JAK/STAT, NF-kB, NLRP3 pathways are involved in the pathophysiology of HS and they may represent an interesting target for the development of innovative pharmacologic strategies for MODS.
Introduzione: Lo shock emorragico è una condizione patologica grave dovuta ad una rapida e significativa perdita di volume intravascolare, che può portare a instabilità emodinamica, inadeguata perfusione tissutale e ipossia. Una delle conseguenze più rilevanti dell’emorragia/ riperfusione è l’esordio della sindrome da disfunzione multiorgano, spinta da un’eccessiva infiammazione sistemica. Attualmente, non sono disponibili trattamenti per la sindrome da disfunzione multiorgano.
Obiettivi: Gli obiettivi della tesi sono i seguenti: investigare se l’attivazione della via di segnale JAK/STAT, e delle vie di segnale correlate NF-kB e NLRP3, si verifica nello shock emorragico e se la loro inibizione farmacologica è efficace nel contrastare la sindrome da disfunzione multiorgano.
Metodi: È stato eseguito un modello di shock emorragico acuto nei ratti. La pressione arteriosa media è stata registrata. A 4h dalla rianimazione i biomarcatori sierici (urea e creatinina, ALT e AST, amilasi, CK, LDH) sono stati misurati per stimare la disfunzione degli organi. La tecnica del Western Blot è stata eseguita per valutare l’attivazione della via di segnale JAK/STAT, della via di segnale NF-kB, della via di segnale NLRP3 nel fegato e nei reni. Il saggio colorimetrico dell’MPO è stato eseguito per i polmoni.
Risultati: Lo shock emorragico ha causato un aumento significativo dell’attivazione delle vie di segnale JAK/STAT, NF-kB, NLRP3 sia nel fegato che nei reni. L’inibizione farmacologica di JAK/STAT è stata associata ad una ridotta attivazione delle cascate infiammatorie analizzate. Tuttavia, questi effetti non sono stati associati ad una riduzione dell’attività dell’MPO, indotta dallo shock emorragico, nei polmoni.
Conclusioni: Le vie di segnale JAK/STAT, NF-kB, NLRP3 sono implicate nella patofisiologia dello shock emorragico e potrebbero rappresentare un interessante target per lo sviluppo di strategie farmacologiche innovative per la sindrome da disfunzione multiorgano.