Gewebe-Mikroumgebungs-Signaturen des Mycetom-Granuloms

Das Myzetom ist eine chronische, spezifische, subkutane granulomatöse, fortschreitende und entstellende entzündliche Erkrankung. Es wird durch echte Pilze oder durch bestimmte Bakterien verursacht und wird daher normalerweise in Eumyzetom bzw. Aktinomyzetom eingeteilt. Madurella mycetomatis ist der häufigste Erreger des Eumyzetoms, während Streptomyces somaliensis und Nocardia brasiliensis die häufigsten Erreger des Aktinomyzetoms sind. Pathognomonisch für das Myzetom ist die Trias aus schmerzloser subkutaner Raumforderung, Nebenhöhlenbildung und eitrigem oder sero-eitrigem Ausfluss, der Körner enthält. Das entzündliche subkutane Granulom breitet sich normalerweise auf die Haut und die tiefen Strukturen aus, was zu Zerstörung, Deformierung und Funktionsverlust führt, gelegentlich kann es tödlich sein. Fuß und Hand sind mit 82 % der Fälle die am häufigsten betroffenen Stellen. In endemischen Gebieten können andere Körperteile wie Knie, Arm, Bein, Kopf und Hals, Oberschenkel und Perineum betroffen sein. Beim Myzetom ist kein Alter ausgenommen; es tritt jedoch häufiger bei jungen erwachsenen Männern im Alter zwischen 20 und 40 Jahren auf, und fast 30 % der gemeldeten Patienten waren junge Studenten.

Die wahre Inzidenz und Prävalenz von Myzetomen weltweit ist nicht genau bekannt. Es ist interessant festzustellen, dass sich die meisten der gemeldeten Myzetomdaten auf Krankenhauspatienten mit fortgeschrittener Erkrankung beziehen. Dies wird der Natur des Myzetoms zugeschrieben, das normalerweise schmerzlos und langsam fortschreitend ist, und der späten Vorstellung der Mehrheit der Patienten aufgrund der schlechten Gesundheitserziehung, des Mangels an Gesundheitseinrichtungen und finanzieller Einschränkungen.

Die weltweite Verbreitung des Myzetoms ist sehr unterschiedlich. Es ist in vielen tropischen und subtropischen Regionen endemisch und kommt im Myzetomgürtel vor, der die Länder Sudan, Somalia, Senegal, Indien, Jemen, Mexiko, Venezuela, Kolumbien, Argentinien und einige andere umfasst. Der afrikanische Kontinent scheint die höchste Belastung und Prävalenz der Krankheit zu haben. Es wurde auch ausführlich aus Indien berichtet. Myzetom wurde jedoch auch in vielen gemäßigten Regionen gemeldet. Es gibt einige Berichte über Myzetome aus den USA, Sri Lanka, Deutschland, Ägypten, der Türkei, den Philippinen, Japan, dem Libanon, Thailand, Saudi-Arabien, Tunesien und dem Iran.

Die richtige Behandlung des Myzetoms hängt hauptsächlich von einer genauen Diagnose ab. Es ist wichtig, den verursachenden Organismus auf Artebene zu identifizieren, und die aktuellen Tests dafür sind die klassische Getreidekultur, chirurgische Biopsie, histopathologische Untersuchung und verschiedene molekulare Techniken wie PCR. Verschiedene bildgebende Verfahren wie konventionelle Radiologie, Ultraschall, CT-Scan und MRT werden verwendet, um das Ausmaß der Krankheit zu bestimmen. Die meisten dieser Tests und Techniken sind invasiv, teuer und von geringer Sensitivität und Spezifität. Darüber hinaus sind sie in den endemischen Regionen des Myzetoms nicht verfügbar, und daher besteht ein dringender Bedarf an einfach anzuwendenden, feldfreundlichen Tests zur Identifizierung des Erregers.

Das Management dieser quälenden und verheerenden Krankheit ist enttäuschend. Die Behandlung richtet sich hauptsächlich nach dem ätiologischen Erreger, dem Ort und dem Ausmaß der Erkrankung. Bis vor kurzem war die einzige verfügbare Behandlung für Myzetome die Amputation oder mehrere verstümmelnde, entstellende chirurgische Exzisionen. Eine kombinierte medizinische Behandlung in Form von Antimykotika für das Eumyzetom und Antibiotika und antimikrobiellen Mitteln für das Aktinomyzetom und verschiedene chirurgische Exzisionen ist der Goldstandard beim Myzetom.

Berichte über die medizinische Behandlung des Eumyzetoms sind spärlich und unzureichend. Im Laufe der Jahre und bis heute basierte die Behandlung des Eumyzetoms eher auf persönlicher klinischer Erfahrung und auf den Ergebnissen sporadischer Fallberichte als auf kontrollierten klinischen Studien. Im Allgemeinen ist eine massive chirurgische Exzision oder Amputation des betroffenen Teils die Behandlung der Wahl für ein Eumyzetom. Verschiedene Antimykotika wurden mit wenig Erfolg versucht. Dies ist vielleicht überraschend, da die Erreger des Eumyzetoms infektiöse Organismen geringer Qualität sind und ihre Ausrottung leicht durch die Verabreichung von Antimykotika erreicht werden sollte. Im Allgemeinen ist das Aktinomyzetom einer medizinischen Behandlung mit Antibiotika und anderen Chemotherapeutika zugänglich. Eine kombinierte medikamentöse Therapie wird immer einem einzelnen Medikament vorgezogen, um Arzneimittelresistenzen zu vermeiden und Krankheiten auszurotten.

Die medizinische Behandlung für beide Myzetomtypen muss fortgesetzt werden, bis der Patient klinisch, radiologisch, ultraschall- und zytologisch geheilt ist. Rezidive treten häufiger nach einer unvollständigen oder unregelmäßigen medizinischen Behandlung auf. Bei Nichteinhaltung durch den Patienten besteht eine gute Chance für den Organismus, eine Arzneimittelresistenz zu entwickeln.

Die Studie wurde in der Mycetoma-Klinik des Mycetoma Research Center (MRC) in Khartum, Sudan, durchgeführt. Die Patienten wurden in die Studie aufgenommen, nachdem eine schriftliche Einverständniserklärung gemäß der Deklaration von Helsinki eingeholt worden war.

Die Patienten wurden in drei Gruppen eingeteilt;

• Patienten mit Eumycetoma-Läsionen (n=10)
• Patienten mit Aktinomyzetom-Läsionen (n=12)
• Patienten mit Läsionen unbekannter Ursache (n=6)

Formalinfixierung und Paraffineinbettung wurden am MRC nach Standardverfahren durchgeführt.

Feinnadelaspirate (FNA) wurden zur gleichen Zeit und an der gleichen Stelle der Läsion im Körper für die Durchflusszytometrie gesammelt.

Aspirate wurden bei –80°C für zukünftige Analysen eingefroren. Gleichzeitig wurden jedem Patienten 15 ml Blut für immunologische Funktionstests entnommen.

Periphere mononukleäre Blutzellen wurden unter Verwendung von Standardprotokollen präpariert und bis zum Bedarf in flüssigem Stickstoff gelagert.

5 ml Blut wurden in Paxgene-Röhrchen für die Transkriptomanalyse gesammelt.

Immunhistochemie Immunhistochemie wurde an der University of York, UK, durchgeführt. Formalinfixierte, in Paraffin eingebettete (FFPE) Schnitte wurden mit dem 700 Gene Nanostring PanCancer Immune Cell Profiling Panel analysiert, um einen Überblick über die Immun-/Entzündungssignatur zu erhalten.

Serienschnitte wurden mit dem Nanostring Digital Spatial Profiling-System einer hochgradig multiplexierten Antikörperfärbung unterzogen, um umfassende und räumlich aufgelöste Einblicke in die Mikroumgebung der Läsion zu erhalten.

Durch diese Ansätze identifizierte potenzielle Panmyzetom-Targets wurden unter Verwendung von Immunfluoreszenz-Antikörpern und RNA-Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung bestätigt.

Alle Daten wurden als digitalisierte ganze Diabilder zur Veröffentlichung und Archivierung aufgezeichnet.

Antigenspezifische T-Zell-Antworten Die Analyse der T-Zell-Antworten wurde am Institute for Endemic Diseases, University of Khartum, durchgeführt.

Periphere mononukleäre Blutzellen (PBMCs) von Patienten und alters- und geschlechtsangepasster gesunder Kontrollpersonen aus endemischen Gebieten wurden 7 Tage lang mit Pilz- und Bakterienlysaten stimuliert. IFN-, IL-17-, IL-4- und IL-10-Antworten wurden durch den ELISPOT-Assay bestimmt.

Durchflusszytometrie an FNBs wurde mit Panels von Antikörpern durchgeführt, um den Phänotyp von T-Zellen und myeloiden Zellen zu bewerten.

Vollblut-Transkriptomik Blut wurde in Paxgene gesammelt und bei –80°C gelagert. RNA wurde aus gelagerten Proben extrahiert. Vollständige Vollblut-Transkriptomdaten wurden durch RNA-Seq.

Cytokin-Messungen in Myzetom-Aspiraten wurden unter Verwendung kommerziell erhältlicher ELISA-Kits durchgeführt.