Undersøgelse af luftvejsmikromiljøet hos patienter, der gennemgår kirurgiske og bronkoskopiske indgreb for KOL (COPD-ENVIRON)

Kronisk obstruktiv lungesygdom (KOL) er en paraplybetegnelse, der omfatter to enheder, der forårsager progressiv og i sidste ende invaliderende åndenød. Emfysem er en proces, der ødelægger luftrummene distalt for de terminale bronkioler, med tab af gasudvekslingsvæv, af elastisk rekyl og af perifer tøjring af de små luftveje, hvilket fører til deres kollaps ved tvungen ekspiration. Kronisk bronkitis er en lidelse i bronkierne, der forårsager overproduktion og nedsat mobilisering af slim. Øget parasympatisk tonus og progressiv ombygning af luftvejene svækker respons på bronkodilatatorer. Statisk og dynamisk hyperinflation opstår - en vedvarende udvidet brystkasse og fladtrykte membraner på trods af stigende brug af ekstra respiratoriske muskler - hvilket resulterer i en ugunstigt stillet respirationspumpe.

Patienter med svær emfysem og hyperinflation drager fordel af teknikker til reduktion af lungevolumen designet til at reducere gasindfangning og til at forbedre luftstrømmen, brystvæggen og lungemekanikken. Den bedste evidens findes for lungevolumenreduktionskirurgi (LVRS), som dog ikke er uden risiko, og der er stigende interesse for udviklingen af ​​bronkoskopisk lungevolumenreduktion (BLVR) teknikker, herunder anbringelse af endobronkiale ventiler og spiraler og målrettet lungedenervation (TLD) , som alle har vist sig at forbedre lungefunktionen, træningskapaciteten og livskvaliteten.

Endobronchial kryoterapi er en ny undersøgelsesbehandling til patienter med kronisk bronkitis. Porcine modeller har vist ablation af unormale metaplastiske bægerceller og regenerering af sundt cilieret epitel og submucosa inden for 48 timer med fuldstændig heling inden for 60 dage efter behandling. En pilotundersøgelse evaluerede 11 patienter, der gennemgår en lobektomi eller pneumonektomi for formodet lungekræft. Afmålte sprays, en til hver af to separate steder, blev administreret 2 uger før operationen, mindst 2 cm distalt fra den foreslåede resektionsmargin (første segmentale og lobulære bronkier). Ingen bivirkninger blev rapporteret. Histologi af de 8 indsendte prøver viste lokaliseret kryotermisk effekt, der strækker sig til, men ikke ud over submucosa, og minimal inflammation.

Kronisk luftvejsinfiltration af neutrofiler, makrofager og Th-1 dominerende lymfocytter drevet af øget ekspression af inflammatoriske proteiner, cytokiner og kemokiner, intensiveres under eksacerbationer. Det er generelt accepteret, at akutte eksacerbationer accelererer faldet i lungefunktionen ved KOL. Nylige undersøgelser har antydet en rolle for mikrovesikler (MV'er) i patogenesen af ​​KOL, hvilket fører til eksacerbationer. MV'er er fragmenter af cellemembran i området fra 0,1 til 1 µm i diameter, som udskilles af næsten alle eukaryote celler. De er anerkendt for at være nøglemediatorer af intercellulær kommunikation, der transporterer en række forskellige molekylære laster, herunder proteiner og nukleinsyrer til fjerne celler, og har været impliceret i forskellige inflammatoriske sygdomme, herunder KOL. De fleste undersøgelser har set på cirkulerende endotelafledte MV'er, som er forhøjede hos patienter med KOL, er signifikant højere under en eksacerbation og er forudsigelige for hurtig forceret ekspiratorisk volumen i 1 sekund (FEV1) fald. Der er dog en mangel på data om epitelafledte MV'er i lungen. Vi ved fra akutte lungeskademodeller, at alveolære makrofag-afledte mikrovesikler, som bærer biologisk aktiv tumornekrosefaktor, hurtigt frigives i den tidlige fase og kan spille en rolle i initiering af sygdomsprocessen.

Bronchoalveolær lavage og børstning er etablerede teknikker til at opnå materiale til henholdsvis måling af inflammatoriske proteiner og mikrovesikler og til cytologi og messenger ribonukleinsyre (mRNA) analyse. En ny teknik, der tager prøver af slimhindebeklædningsvæsken ved hjælp af en syntetisk absorberende matrix ("bronchosorption") har vist sig at have større følsomhed over for standard bronchoalveolær lavage (BAL), hvilket eliminerer ulempen ved fortynding.

En kombination af alle tre teknikker til direkte at høste prøver fra nedre luftveje på flere steder med lungebetændelse ville tillade sammenligning af proteomiske, transkriptomiske og histologiske data fra det endobronchiale miljø før og efter intervention. Dette ville være den første undersøgelse, der evaluerer lungemikromiljøet i denne sammenhæng, som kan identificere forudsigelige biomarkører for respons på intervention og fremtidig forværringsrisiko.