Compartmentalized Regulation of Pulmonary and Systemic Inflammation in Critical COVID-19 Patients
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Regulação compartimentalizada da inflamação pulmonar e sistêmica em pacientes críticos com COVID-19
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Resumo
Critical COVID-19 has been associated with altered patterns of cytokines. Distinct inflammatory processes in systemic and pulmonary sites have been reported, but studies comparing these
two sites are still scarce. We aimed to evaluate the profile of pulmonary and systemic cytokines and
chemokines in critically ill COVID-19 patients. Levels of cytokines and chemokines were measured
in plasma samples and minibronchoalveolar lavage of critical COVID-19 patients within 48 h and
5–8 days after intubation. Distinct inflammatory processes were observed in the lungs and blood,
which were regulated separately. Survivor patients showed higher lung cytokine levels including
IFN-γ, IL-2, IL-4, G-CSF, and CCL4, while nonsurvivors displayed higher levels in the blood, which
included IL-6, CXCL8, CXCL10, CCL2, and CCL4. Furthermore, our findings indicate that high
TNF and CXCL8 levels in the mini-BAL were associated with better lung oxygen exchange capacity,
whereas high levels of IFN-γ in plasma were associated with worse lung function, as measured using
the PaO2/FiO2 ratio. These results suggest that a robust and localized inflammatory response in
the lungs is protective and associated with survival, whereas a systemic inflammatory response is
detrimental and associated with mortality in critical COVID-19.
Abstract
A COVID-19 crítica foi associada a padrões alterados de citocinas. Processos inflamatórios distintos em locais sistêmicos e pulmonares foram relatados, mas estudos comparando esses
dois locais ainda são escassos. Nosso objetivo foi avaliar o perfil de citocinas e
quimiocinas pulmonares e sistêmicas em pacientes com COVID-19 gravemente enfermos. Os níveis de citocinas e quimiocinas foram medidos
em amostras de plasma e minilavagem broncoalveolar de pacientes com COVID-19 crítica dentro de 48 h e
5–8 dias após a intubação. Processos inflamatórios distintos foram observados nos pulmões e no sangue,
que foram regulados separadamente. Pacientes sobreviventes apresentaram níveis mais altos de citocinas pulmonares, incluindo
IFN-γ, IL-2, IL-4, G-CSF e CCL4, enquanto os não sobreviventes apresentaram níveis mais altos no sangue, que
incluíram IL-6, CXCL8, CXCL10, CCL2 e CCL4. Além disso, nossas descobertas indicam que altos
níveis de TNF e CXCL8 no mini-BAL foram associados a uma melhor capacidade de troca de oxigênio pulmonar,
enquanto altos níveis de IFN-γ no plasma foram associados a uma pior função pulmonar, conforme medido usando
a razão PaO2/FiO2. Esses resultados sugerem que uma resposta inflamatória robusta e localizada nos
pulmões é protetora e associada à sobrevivência, enquanto uma resposta inflamatória sistêmica é
prejudicial e associada à mortalidade na COVID-19 crítica.
Assunto
COVID-19, Inflamação, Citocinas, Quimiocinas, Pulmões
Palavras-chave
COVID-19, Inflammation, Cytokines, Chemokines, Lungs
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https://www.mdpi.com/1999-4915/15/8/1704