Studio esplorativo sulla patologia molecolare della fibrosi polmonare mediante la combinazione di valutazione clinica e biologia dei sistemi

Sfondo

Dopo aver raggiunto l'età adulta, gli organi del corpo umano conservano la loro forma e funzione per un lungo periodo, rendendo la riparazione diretta uno dei meccanismi più importanti per tutta la vita. La normale guarigione della ferita dopo un infortunio consiste in una sequenza ben ordinata di fasi sovrapposte: infiammazione, formazione di nuovo tessuto di supporto, riepitelizzazione e rigenerazione finale delle cellule del rivestimento epiteliale ed endoteliale, e essenzialmente ripete il complesso processo di sviluppo degli organi. Nei giovani adulti, al danno di un organo si risponde spesso con una guarigione della ferita completamente rigenerativa che ripete i meccanismi di crescita dell'organo embrionale chiamati guarigione della ferita "primaria". Il danno ripetuto negli individui più giovani può causare la guarigione "secondaria" della ferita sotto forma di formazione di cicatrici che serve come programma di salvataggio per mantenere l'integrità della superficie una volta fallita la riorganizzazione epiteliale e/o endoteliale.

L'insufficienza d'organo nell'organismo che invecchia, invece, è diversa e rappresenta essenzialmente la perdita della sua capacità di ottenere una riattivazione ordinata dello sviluppo dell'organo. Questa diversa qualità della guarigione delle ferite consiste in una combinazione di infiammazione cronica e riparazione fibroproliferativa, non rigenerativa. La sua patologia si riferisce a un ampio gruppo di malattie che coinvolgono ogni organo del corpo umano.

Nel polmone, la sua forma più prominente è caratterizzata da un'istopatologia ben definita denominata polmonite interstiziale usuale (UIP). Sfortunatamente, questa istopatologia, pur identificando un fenotipo particolarmente aggressivo della stessa risposta fibroproliferativa di riparazione, non consente una diagnosi clinica univoca, in quanto il "pattern" UIP può essere riscontrato in diverse malattie fibrotiche del polmone, come la polmonite da ipersensibilità (HP ), soprattutto nella sua forma cronica.

Inoltre, vari meccanismi di infiammazione che sono in parte correlati alla risposta di guarigione della ferita stessa, possono intensificare profondamente la risposta di guarigione della ferita aberrante. Di conseguenza, i meccanismi che portano a questa condizione e al mantenimento del suo caratteristico aspetto clinico sono sconosciuti.

La presente indagine appartiene al pacchetto di lavoro 2 del sistema di studio RESOLVE (FP7-HEALTH-F4-2008 Contract no. 202047) che contiene il protocollo dello studio clinico che valuta diverse forme di riparazione fibrotica nel polmone umano. L'obiettivo principale di RESOLVE è identificare e caratterizzare bersagli molecolari validati clinicamente in grado di spostare la riparazione primaria dell'organo verso la guarigione fibroproliferativa delle ferite. In questo studio pilota, diverse forme di riparazione del polmone saranno analizzate prospetticamente mediante un'analisi clinica e biologica concomitante guidata da misure funzionali e radiologiche valutate dello sviluppo clinico. Le valutazioni saranno effettuate all'inizio del periodo di studio (visita 1), dopo tre mesi di osservazione prospettica (visita 2) e dopo 12 mesi (fine dello studio) consentendo una correlazione clinicamente rilevante di tutti i dati biologici ottenuti.

Tre condizioni generali di riparazione saranno scelte per l'analisi biologica sistematica a seguito della loro diagnosi clinica (istopatologia, radiologia) e della loro associazione con l'età:

• Solito polmonite interstiziale (UIP) che si verifica quasi esclusivamente a un'età di 55-80 anni,
• Polmonite da ipersensibilità (HP), sia acuta che cronica, che si verifica a un'età di 20-55 anni, e
• Riparazione normale in individui giovani (18-40 anni) e anziani (di età superiore a 55 anni).

Metodi

Dopo aver assicurato la diagnosi (vedi sotto: criteri di inclusione/esclusione) e dopo il consenso informato durante la visita di screening, i pazienti privi di qualsiasi precedente trattamento immunosoppressivo (pazienti naïve alla terapia) riceveranno una terapia immunosoppressiva con prednisolone (dose giornaliera di 1 mg/kg di peso corporeo ) per almeno tre mesi al fine di escludere patologie dominate da meccanismi infiammatori. Durante la visita di screening verranno acquisiti i risultati dell'analisi istopatologica e registrata la storia clinica e funzionale della malattia. Ciò includerà farmaci precedenti, i risultati di precedenti test di funzionalità polmonare (PFT) nonché i risultati dell'analisi radiologica (tomografia computerizzata inclusa HR-CT) e test di laboratorio (escluse le malattie vascolari del collagene e la sierologia HP sicura).

Tre mesi dopo la visita di screening, alla visita 1, verrà valutato nuovamente lo stadio funzionale e radiologico della fibrosi polmonare e i pazienti saranno finalmente arruolati nello studio. In accordo con i risultati ottenuti alla visita di screening e in base ai risultati funzionali e radiologici ottenuti alla visita 1, i pazienti saranno stratificati nei seguenti gruppi sperimentali:

Gruppo A:

(Limited UIP) Pazienti con comprovata UIP e fibrosi polmonare funzionalmente e radiologicamente meno avanzata (n=12) come definito da istopatologia (valutazione da parte di due patologi indipendenti ed esperti non coinvolti nello studio) e/o radiologia (tomografia computerizzata [TC] scansioni incl. TC ad alta risoluzione, valutata in modo indipendente da un radiologo esperto non coinvolto nello studio) e test di funzionalità polmonare (PFT). La PFT consisterà in spirometria, misurazione con pletismografo corporeo, misurazione della capacità di diffusione del monossido di carbonio in un singolo respiro e test da sforzo cardiopolmonare completo, inclusa la valutazione della ventilazione polmonare e dello scambio di gas a riposo e sotto sforzo;

Gruppo B:

(UIP avanzata) Pazienti con UIP comprovata (n=12) in uno stadio significativamente più avanzato della malattia come determinato da PFT (FVC almeno del 10% e DLCO almeno del 15% inferiore rispetto al gruppo A) e TAC;

Gruppo C:

(Polmonite da ipersensibilità fibrosante cronica, HP) Pazienti con HP fibrosante cronica (n=12) diagnosticata mediante esame istopatologico, radiologico e di laboratorio;

Gruppo D:

(HP acuta) Pazienti con HP acuta (n=9) diagnosticata mediante esame istopatologico, radiologico e di laboratorio (Gruppo D: HP acuta);

Gruppo E:

Riparazione polmonare regolare 9 giovani (18-40 anni) senza alcuna patologia clinicamente evidente e 9 volontari anziani (55-80 anni) senza fibrosi polmonare fungeranno da controlli.

Tutti i pazienti con UIP e HP saranno seguiti per un periodo di studio di 12 mesi. Il periodo di studio inizia con la visita 1. Oltre alla visita 1, verranno eseguite due visite aggiuntive dopo 3 mesi (visita 2, valutazione funzionale) e dopo 12 mesi (visita 3, fine studio).

In tutte e tre le visite, verranno eseguite le seguenti indagini:

• Esame clinico
• ECG
• PFT
• Test da sforzo cardiopolmonare
• Prelievo di sangue
• TAC
• La broncoscopia con rimozione di 5 biopsie transbronchiali per la valutazione biologica da aree che suggeriscono la massima attività della malattia nella TAC sarà eseguita solo alle visite 1 e 3.

Criteri di inclusione pertinenti applicabili al gruppo A (UIP limitato):

• Consenso informato
• Prova istologica di lesioni compatibili con UIP nelle biopsie polmonari chirurgiche e/o
• Segni radiologici indicativi di UIP
• Nessun segno di diffusa opacità a vetro smerigliato nelle scansioni TC
• Nessun sintomo indicativo di bronchite/bronchiolite cronica, come tosse e segni di ostruzione bronchiale o iperinflazione
• Differenza dei valori della capacità vitale espiratoria forzata (FVC) ≤ 10% del previsto rispetto alla norma
• Differenza della capacità di diffusione del monossido di carbonio (DLCO) a riposo di ≤ 15% del previsto rispetto alla norma
• Trattamento precedente o in corso con farmaci immunosoppressori

Criteri di inclusione pertinenti applicabili al gruppo B (UIP avanzato) (diverso dal gruppo A):

• Segni di diffuse opacità a vetro smerigliato nelle scansioni TC
• Possono essere presenti sintomi suggestivi di bronchite cronica, come tosse e segni di ostruzione bronchiale o iperinflazione
• Valori della capacità vitale espiratoria forzata (FVC) in differenza > 10% del previsto rispetto alla norma
• Riduzione della capacità di diffusione del monossido di carbonio (DLCO) a riposo <15% del previsto

Criteri di inclusione pertinenti applicabili al gruppo C:

• Consenso informato
• Prova istologica e/o citologica di lesioni compatibili con HP cronica in campioni di biopsie polmonari transbronchali e/o chirurgiche, biopsie transbronchiali o lavaggio broncoalveolare (BAL)
• Segni radiologici suggestivi di HP cronica
• Segni di diffuse opacità a vetro smerigliato nelle scansioni TC
• Possono essere presenti sintomi suggestivi di bronchite/bronchiolite attiva, come tosse e segni di ostruzione bronchiale o iperinflazione
• Prova sierologica di ipersensibilità, se possibile
• Valori della capacità vitale espiratoria forzata (FVC) in differenza ≥ 10% del previsto rispetto alla norma
• Riduzione della capacità di diffusione del monossido di carbonio (DLCO) a riposo di ≥ 15% del previsto
• Trattamento precedente o in corso con farmaci immunosoppressori

Criteri di inclusione pertinenti applicabili al gruppo D (diverso dal gruppo C):

• Consenso informato
• Prove istologiche e/o citologiche di lesioni compatibili con HP acuta in campioni di biopsie e/o lavaggio broncoalveolare (BAL) transbronchiale
• Segni radiologici indicativi di HP acuta

Criteri generali di esclusione

• Morbilità cardiovascolare funzionalmente significativa
• Insufficienza respiratoria (PaO2 < 55 mmHg; PaCO2 > 50 mmHg)
• Ipertensione polmonare significativa
• Enfisema polmonare significativo
• Polmone controlaterale non funzionante
• Cancro
• Malattia coronarica significativa
• Disfunzione della coagulazione
• Gravidanza o pianificazione di una gravidanza durante il periodo di prova o entro i tre mesi successivi
• Abuso noto di droghe o alcol entro 3 anni dallo screening
• Presunto inadempimento
• Incapacità legale nota o capacità giuridica limitata allo screening

Biopsie

I campioni polmonari per l'analisi biologica saranno derivati ​​sia da biopsie polmonari chirurgiche diagnostiche che da biopsie polmonari transbronchali prelevate durante le broncoscopie eseguite alla visita 1 e 3. In totale, ad ogni visita verranno prelevate cinque biopsie transbronchiali per l'analisi biologica. Tutti i campioni di polmone transbronchiale verranno rimossi sotto controllo radiologico dalle aree polmonari periferiche precedentemente specificate in conformità con l'ultima scansione TC. Le biopsie prelevate alla visita 3 verranno eseguite nello stesso segmento polmonare di quelle prelevate alla visita 1.

Fatta eccezione per i risultati dell'ultima scansione TC, lo sperimentatore che esegue la broncoscopia sarà cieco per tutti i risultati clinici ottenuti durante le visite.

Valutazione di biologia molecolare

L'analisi biologica sarà eseguita in modo indipendente. Tutti i ricercatori coinvolti nell'analisi biologica saranno in cieco per la diagnosi e il decorso clinico dei pazienti e dei volontari. I partecipanti saranno identificabili esclusivamente dal loro numero di identificazione dello studio (ID). I campioni dello studio saranno numerati in base all'ID del paziente e alla descrizione del campione fornita dal LIMS. La valutazione biologica includerà la misurazione della trascrittomica dell'intero genoma, l'analisi delle proteine ​​mediante spettrometria di massa e EIA, l'analisi dello stato di metilazione del DNA e l'analisi del microRNA. Le misurazioni si baseranno su campioni polmonari derivati ​​da biopsie polmonari chirurgiche diagnostiche, se possibile, e/o da biopsie transbronchali (TbX) prelevate durante una broncoscopia alla visita 1 e 3 dello studio (mese 0 e mese 12). Inoltre, il fluido BAL sarà immagazzinato e utilizzato per il rilevamento di proteine ​​e lipidi. I materiali per l'analisi della metilazione del DNA saranno ottenuti sia da tessuto polmonare che da campioni di sangue intero.