MMP-9, TIMP-9 v zobrazování plic a funkční onemocnění COVID-19

Těžký akutní respirační syndrom Coronavirus-2 (SARS-CoV2), který má různé stupně závažnosti, je příčinou Coronavirus Disease 2019 (COVID-19). Více než 97 % pacientů s COVID-19 se zcela uzdraví. Zánět se zvyšuje, když se zvyšuje závažnost COVID-19. Plíce a endotel utrpí poškození, když se uvolní různé prozánětlivé cytokiny. Cytokinová bouře začíná, když mnoho imunitních buněk produkuje cytokiny a chemokiny. Prozánětlivý cytokin může zvýšit angiogenezi, vaskulární permeabilitu, proliferaci keratinu a produkci kolagenu. Plicní léze jsou ovlivněny určitými poruchami. U pacientů s COVID-19 přispívá angiogeneze, aktivace fibroblastů a ukládání kolagenu k opravě plic. Patologickým výsledkem akutního nebo chronického intersticiálního plicního onemocnění je plicní fibróza, charakterizovaná abnormálním ukládáním kolagenu a extracelulární matrix (ECM), perzistencí fibroblastů, selháním alveolární reepitelizace a destrukcí normální plicní architektury. Rozpad nebo hromadění ECM je ovlivněno poměrem matricové metaloproteinázy (MMP) a tkáňového inhibitoru matricové metaloproteinázy (TIMP). Distribuce TIMP, nikoli distribuce MMP, byla primárním přispěvatelem k plicní fibróze. Exprese MMP je zvýšena produkcí několika hormonů, cytokinů (IL-1, IL-6), růstových faktorů (TGF, TNF-), destičkového růstového faktoru (PDGF) a základního fibroblastového růstového faktoru (bFGF).

Aby alveoly fungovaly normálně, je nutná pomoc ECM. Nadměrný rozpad ECM a aberantní remodelace ECM jsou hlavními příčinami mnoha respiračních stavů, včetně plicní fibrózy. Nahromadění ECM ničí alveolární proces, zejména tím, že zhoršuje alveolárně-kapilární difúzi. Na radiologických snímcích mohou být plicní abnormality vidět jako pneumonie v oboustranném zákalovém bazálu opacity, což vede k hypoxii. V dolní části převládaly oboustranné abnormality. COVID-19 ARDS, hypoxémie, bilaterální infiltráty a snížená poddajnost plic byly charakteristické znaky pneumonie typu H. Navzdory omezené citlivosti mohou obyčejné rentgenové snímky hrudníku detekovat abnormality plic u COVID-19; jsou levné a jednoduché. Pro stanovení diagnózy pneumonie byly použity nové infiltráty na rentgenových snímcích hrudníku.

Biomarkerům plicních intersticiálních abnormalit je v literatuře věnována omezená pozornost, včetně vyšetřování MMP a TIMP pro plicní abnormality u pacientů s COVID-19. Jedna z komplikovanějších forem rodiny želatináz MMP, MMP-9, může rozkládat složky ECM. MMP-9 zvyšuje produkci kolagenu a cytokinů, migraci fibroblastů a stimulaci TGF. MMP-9 patří mezi MMP, které TIMP1 účinně inhibuje. TIMP-1 se váže na pro- nebo latentní MMP-9. Aby došlo k proteolýze ECM, musí MMP a TIMP koexistovat v rovnováze. Tato studie měla za cíl zjistit, jak MMP-9 a TIMP-1 ovlivnily abnormální rentgenové snímky hrudníku, špatné okysličení, závažnost a smrt.

Hospitalizovaným pacientům s COVID-19 se odebírá krev za účelem měření sérových koncentrací MMP-9 a TIMP-1. V době přijetí do nemocnice hodnotili tři hodnotitelé závažnost po RTG hrudníku, poté skóre BRIXIA. V době propuštění z nemocnice byli pacienti hodnoceni. Hladiny MMP-9 a TIMP-1 byly porovnány se skóre Brixia, spotřebou kyslíku, závažností a smrtí.