Porras-Gómez M, Sengul BS, Kambar N, Gluck S, Flatt K, Parry C, Ruiz Le-Bert C, Hernández-Saavedra D, Leal C. · 2025

Interplay Between Pulmonary Membrane Properties and Lung Disease: A Study of Seven Bottlenose Dolphins

Resumo em português

A pneumonia é a principal causa de morbidade e mortalidade do golfinho-nariz-de-garrafa (Tursiops truncatus). Investigamos uma série de amostras raras e oportunistas de membranas de surfactante pulmonar (PSMs) extraídas dos pulmões de sete golfinhos sob os cuidados do Programa de Mamíferos Marinhos da Marinha dos EUA. Encontramos uma correlação marcante entre a estrutura das PSMs, o lipidoma e as propriedades mecânicas com a gravidade da lesão pulmonar. Especificamente, a lipidômica revelou conteúdos exacerbados de cardiolipinas, confirmando um resultado obtido para mamíferos terrestres acometidos por pneumonia experimental. Empregando uma bateria de difração de raios X, força atômica e microscopia eletrônica, avaliamos como a composição lipídica alterada prejudica a integridade estrutural das PSMs e leva à desidratação e rigidez aumentada. Nossos achados demonstram que a função das membranas de surfactante pulmonar vai muito além da redução da tensão superficial alveolar, regulando suas propriedades bioquímicas e biofísicas com a progressão da patologia pulmonar. Esse conhecimento será útil para o desenvolvimento de futuros diagnósticos e terapêuticos de doenças respiratórias com foco nas membranas pulmonares.

Resumo original em inglês

Pneumonia is the leading cause of morbidity and mortality of bottlenose dolphins Tursiops truncatus . We investigate a series of rare and opportunistic samples of pulmonary surfactant membranes (PSMs) extracted from lungs of seven dolphins in the care of the U.S. Navy Marine Mammal Program. We found a striking correlation between PSM structure, lipidome, and mechanical properties with the severity of lung injury. Specifically, lipidomics reveals exacerbated contents of cardiolipins, confirming a result obtained for terrestrial mammals afflicted by experimental pneumonia. Employing a battery of X-ray scattering, atomic force, and electron microscopy, we evaluate how the altered lipid composition impairs the structural integrity of the PSM and leads to dehydration and enhanced rigidity. Our findings demonstrate that the function of pulmonary surfactant membranes goes far beyond lowering alveolar surface tension, regulating their biochemical and biophysical properties with lung pathology progression. This knowledge will be useful to the development of future diagnostics and therapeutics of respiratory diseases targeting lung membranes.