Szövetmérnöki megközelítések a COPD kezelésére

A krónikus obstruktív tüdőbetegség (COPD) jelenleg a harmadik vezető halálok, évente 1,3 billió GBP (1) kapcsolódó globális egészségügyi költséggel. Ez a második leggyakoribb oka a sürgősségi kórházi felvételek magas morbiditással és halálozással. A COPD a tüdőfunkció progresszív csökkenését okozza, ami légzési elégtelenséghez vezet. Ez a tüdőfunkció elvesztése a gyulladás ismétlődő ciklusaival és a parenchymás hegesedéssel jár, ami emfizéma kialakulásához vezet. Ez a finom parenchymás struktúrák lebomlásának és a tüdő remodellációjának következménye, a rostos szövet felhalmozódásával és a hatékony gázcseréhez elengedhetetlen alveoláris-kapilláris funkcionális egységek elvesztésével. Makroszkóposan a tüdő merevebbé válik, és nem tudja támogatni a pácienst a fiziológiás belégzési/kilégzési ciklusokon keresztül (2).

Az emfizéma jelenléte a tüdő rugalmas visszarúgásának elvesztését is eredményezi, mivel a sérült hörgőcsövek és alveolusok helyén levegőzsebek képződnek, ami csökkenti a következő belégzéshez rendelkezésre álló térfogatot. A légutak összeomlása a kilégzés során megnövekedett tüdőtérfogathoz vezet, ami hiperinflációt és gázcsapdát okoz. A betegek fokozatosan tüneteikké válnak, fokozódó légszomjjal, csökkent terhelési toleranciával és rossz életminőséggel.

Az emphysema gyógyszeres kezelési lehetőségei korlátozottak; A jelenlegi terápia célja a légáramlás korlátozásának javítása, a légúti gyulladás csökkentése és az exacerbációk csökkentése, de nem fordítja vissza a tüdőkárosodást (3). A tüdőtranszplantáció és a tüdőtérfogat-csökkentési műtét (LVRS) a súlyos tüdőtágulásban szenvedő betegek kiválasztott kisebbsége számára elérhető. A közelmúltban bevezetett non-invazív endoszkópos mechanikus kezelés a Valves-szel csökkenti a súlyosan sérült tüdő térfogatát, és a levegőt az egészségesebb szövetek felé irányítja, míg a tekercsek javítják a tüdő rugalmas visszarúgását (4, 5). Ezek a beavatkozások azonban nem javítják a túlélést.

Laboratóriumainkban végzett korábbi munkák megállapították, hogy a hidrogél/elasztin alapú konstrukciók tüdőfibroblasztokkal beoltva az alveoláris falának megfelelő mechanikai értékeket tudnak elérni (1). Ez felveti azt az érdekes kérdést, hogy a szöveti konstrukciók (TEC) használhatók-e az emphysemás tüdő mechanikai integritásának helyreállítására légzsák elmozdulás és helyi integráció révén, végül pedig a helyi tüdő architektúra regenerációjával.

A fent leírt munkához kapcsolódva egy közelmúltbeli megfigyelés némiképp részletezte a tüdőszövet korábban félreértett, de fiziológiailag kritikus képessége mögött meghúzódó mechanizmust az akut betegségek, például tüdőgyulladás vagy akut légzési distressz szindróma utáni regenerációjára (6). Úgy tűnik, hogy a kulcs a disztális légúti őssejtek populációjában rejlik, amelyek együtt expresszálják a Trp63-at (p63) és a Keratin 5-öt (Krt5). Úgy tűnik, hogy ezek a DASCp63/Krt5 sejtek a tüdőben a sérülés helyére vándorolnak, ahol differenciálódási képességet mutattak, beleértve az I. és II. típusú pneumociták és a bronchioláris szekréciós sejteket is. Kulcsfontosságú a krónikus tüdőbetegségek megértéséhez és a jövőbeli sejtalapú terápiák megtervezéséhez, hogy ezek a sejtek jelen maradnak-e a beteg tüdőszövetben és alvó állapotban maradnak-e, vagy még ismeretlen mechanizmusok miatt elvesznek.