Kudostekniset lähestymistavat COPD:n hoitoon

Krooninen obstruktiivinen keuhkosairaus (COPD) on tällä hetkellä kolmanneksi yleisin kuolinsyy, ja siihen liittyvät maailmanlaajuiset terveydenhuoltokustannukset ovat 1,3 biljoonaa puntaa (1). Se on toiseksi yleisin sairaalahoitoon pääsyn syy, jolla on korkea sairastuvuus ja kuolleisuus. Keuhkoahtaumatauti johtaa keuhkojen toiminnan asteittaiseen menettämiseen, mikä johtaa hengitysvajaukseen. Tämä keuhkojen toiminnan menetys liittyy toistuviin tulehdussykleihin ja parenkymaalisiin arpeutumiseen, mikä johtaa emfyseeman kehittymiseen. Tämä on seurausta herkkien parenkymaalisten rakenteiden hajoamisesta ja keuhkojen uudelleenmuodostumisesta, johon liittyy kuitukudoksen kerääntyminen ja tehokkaan kaasunvaihdon kannalta välttämättömien alveolaaristen kapillaarien toiminnallisten yksiköiden menetys. Makroskooppisesti keuhkot jäykistyvät eivätkä pysty tukemaan potilasta fysiologisten sisään-/uloshengitysjaksojen aikana (2).

Keuhkolaajentuman esiintyminen johtaa myös keuhkojen elastisen rekyylin menettämiseen, kun vaurioituneiden keuhkoputkien ja keuhkorakkuloiden tilalle muodostuu ilmataskuja, jotka vähentävät seuraavaa inhalaatiota varten käytettävissä olevaa tilavuutta. Hengitysteiden romahtaminen uloshengityksen aikana johtaa lisääntyneisiin keuhkojen tilavuuteen, mikä aiheuttaa hyperinflaatiota ja kaasun pidättymistä. Potilaat oireilevat asteittain lisääntyvän hengenahdistuksen, alentuneen rasituksen sietokyvyn ja huonon elämänlaadun myötä.

Keuhkolaajentuman farmakologiset hoitovaihtoehdot ovat rajalliset; Nykyisen hoidon tavoitteena on parantaa ilmavirran rajoitusta, vähentää hengitysteiden tulehdusta ja vähentää pahenemisvaiheita, mutta se ei korjaa keuhkovaurioita (3). Keuhkonsiirto ja keuhkojen tilavuuden pienennyskirurgia (LVRS) on saatavilla valitulle vähemmistölle potilaista, joilla on vaikea emfyseema. Äskettäin käyttöön otettu ei-invasiivinen endoskooppinen mekaaninen käsittely venttiileillä vähentää vakavasti vaurioituneiden keuhkojen tilavuutta ja ohjaa ilmaa terveempään kudokseen, kun taas Coils parantaa keuhkojen elastista rekyyliä (4, 5). Nämä interventiot eivät kuitenkaan paranna selviytymistä.

Laboratorioissamme tehdyt aikaisemmat työt ovat osoittaneet, että hydrogeeli-/elastiinipohjaiset rakenteet voivat saavuttaa mekaanisia arvoja, jotka ovat yhdenmukaisia ​​keuhkorakkuloiden seinämien kanssa, kun niihin on kylvetty keuhkojen fibroblasteja (1). Tämä herättää kiehtovan kysymyksen siitä, voitaisiinko kudosteknisiä rakenteita (TEC) käyttää palauttamaan emfyseemaaisen keuhkon mekaaninen eheys ilmataskujen syrjäyttämisen ja paikallisen integraation kautta ja viime kädessä paikallisen keuhkoarkkitehtuurin elvyttämisellä.

Yllä kuvatun työn ohella äskettäinen havainto kuvasi jossain määrin mekanismia, jonka taustalla on aiemmin väärin ymmärretty, mutta fysiologisesti kriittinen keuhkokudoksen kyky uusiutua akuutin sairauden, kuten keuhkokuumeen tai akuutin hengitysvaikeusoireyhtymän, seurauksena (6). Avain näyttää olevan distaalisten hengitysteiden kantasolujen populaatiossa, joka ekspressoi samanaikaisesti Trp63:a (p63) ja keratiini 5:tä (Krt5). Nämä DASCp63/Krt5-solut näyttävät siirtyvän keuhkojen vauriokohtiin, joissa ne ovat osoittaneet erilaistumiskykyä, mukaan lukien linjat, kuten tyypin I ja II pneumosyytit ja bronkiolaariset erityssolut. Kroonisten keuhkosairauksien ymmärtämisessä ja tulevien solupohjaisten hoitojen suunnittelussa on ratkaisevan tärkeää, ovatko nämä solut läsnä ja lepotilassa sairaassa keuhkokudoksessa vai menetetäänkö vielä tuntemattomien mekanismien kautta.