MMP-9, TIMP-9 keuhkojen kuvantamisessa ja COVID-19:n toiminta

Vaikea akuutti hengitystieoireyhtymä Coronavirus-2 (SARS-CoV2), jonka vaikeusaste vaihtelee, on koronavirustaudin 2019 (COVID-19) aiheuttaja. Yli 97 % COVID-19-potilaista toipuu täysin. Tulehdus lisääntyy, kun COVID-19:n vakavuus kasvaa. Keuhkot ja endoteeli kärsivät vaurioita, kun erilaisia ​​tulehdusta edistäviä sytokiineja vapautuu. Sytokiinimyrsky alkaa, kun monet immuunisolut tuottavat sytokiinejä ja kemokiineja. Tulehdusta edistävä sytokiini voi lisätä angiogeneesiä, verisuonten läpäisevyyttä, keratiinin proliferaatiota ja kollageenin tuotantoa. Tietyt sairaudet vaikuttavat keuhkovaurioihin. COVID-19-potilailla angiogeneesi, fibroblastien aktivaatio ja kollageenin kertyminen edistävät kaikki keuhkojen paranemista. Akuutin tai kroonisen interstitiaalisen keuhkosairauden patologinen lopputulos on keuhkofibroosi, jolle on tunnusomaista epänormaali kollageenin ja ekstrasellulaarisen matriisin (ECM) kertymä, fibroblastien pysyvyys, alveolaarisen uudelleenepitelisaation epäonnistuminen ja normaalin keuhkorakenteen tuhoutuminen. ECM:n hajoamiseen tai kertymiseen vaikuttaa matriisin metalloproteinaasin (MMP) ja kudosinhibiittorimatriisin metalloproteinaasin (TIMP) suhde. TIMP-jakauma, ei MMP-jakauma, oli ensisijainen keuhkofibroosin aiheuttaja. MMP-ilmentymistä lisää useiden hormonien, sytokiinien (IL-1, IL-6), kasvutekijöiden (TGF, TNF-), verihiutaleperäisen kasvutekijän (PDGF) ja emäksisen fibroblastikasvutekijän (bFGF) tuotanto.

ECM-apua tarvitaan, jotta alveolit ​​toimivat normaalisti. Liiallinen ECM:n hajoaminen ja poikkeava ECM-remodeling ovat monien hengityssairauksien, mukaan lukien keuhkofibroosin, perimmäisiä syitä. ECM:n kerääntyminen tuhoaa alveolaarisen prosessin, erityisesti heikentämällä alveoli-kapillaari diffuusiota. Radiologisissa kuvissa keuhkojen poikkeavuuksia voidaan nähdä keuhkokuumeena bilateraalisessa lasihiospeittopohjassa, mikä johtaa hypoksiaan. Alaosassa vallitsi kahdenväliset poikkeavuudet. COVID-19 ARDS, hypoksemia, molemminpuoliset infiltraatit ja vähentynyt keuhkojen myöntyvyys olivat H-tyypin keuhkokuumeen tunnusmerkkejä. Rajallisesta herkkyydestä huolimatta tavalliset rintakehän röntgenkuvat voivat havaita keuhkojen poikkeavuuksia COVID-19:ssä; ne ovat edullisia ja yksinkertaisia. Keuhkokuumeen diagnosoinnissa käytettiin uusia infiltraatteja rintakehän röntgenkuvissa.

Keuhkojen interstitiaalisten poikkeavuuksien biomarkkerit ovat saaneet vain vähän huomiota kirjallisuudessa, mukaan lukien MMP- ja TIMP-tutkimukset COVID-19-potilaiden keuhkojen poikkeavuuksien varalta. Yksi MMP-gelatinaasiperheen monimutkaisimmista muodoista, MMP-9, voi hajottaa ECM-komponentteja. MMP-9 lisää kollageenin ja sytokiinien tuotantoa, fibroblastien migraatiota ja TGF-stimulaatiota. MMP-9 on yksi niistä MMP:istä, joita TIMP1 estää tehokkaasti. TIMP-1 sitoutuu pro- tai latenttiin MMP-9:ään. Jotta ECM-proteolyysi tapahtuisi, MMP:n ja TIMP:n on oltava rinnakkain tasapainossa. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, kuinka MMP-9 ja TIMP-1 vaikuttivat epänormaaleihin rintakehän röntgensäteisiin, huonoon hapettumiseen, vaikeuteen ja kuolemaan.

Sairaalahoidossa olevilta COVID-19-potilailta otetaan verta MMP-9:n ja TIMP-1:n seerumipitoisuuksien mittaamiseksi. Sairaalaan saapuessa kolme arvioijaa arvioi vakavuuden rintakehän röntgenkuvauksen jälkeen, mitä seurasi BRIXIA-pistemäärä. Potilaat arvioitiin sairaalasta poistumisen yhteydessä. MMP-9:n ja TIMP-1:n tasoja verrattiin Brixia-pisteisiin, hapenkulutukseen, vakavuusasteeseen ja kuolemaan.