De micro-omgeving van de luchtwegen bestuderen bij patiënten die chirurgische en bronchoscopische ingrepen ondergaan voor COPD (COPD-ENVIRON)

Chronische obstructieve longziekte (COPD) is een overkoepelende term die twee entiteiten omvat die progressieve en uiteindelijk invaliderende kortademigheid veroorzaken. Emfyseem is een destructief proces van de luchtruimten distaal van de terminale bronchiolen, met verlies van gasuitwisselingsweefsel, van elastische terugslag en van omtreksbinding van de kleine luchtwegen, wat leidt tot instorting bij geforceerde uitademing. Chronische bronchitis is een aandoening van de bronchiën die overmatige productie en verminderde mobilisatie van slijm veroorzaakt. Verhoogde parasympathische tonus en progressieve hermodellering van luchtwegen verslechteren de respons op bronchusverwijders. Er ontstaat statische en dynamische hyperinflatie - een aanhoudend uitgezette borstkas en afgeplatte diafragma's ondanks toenemend gebruik van hulpademhalingsspieren - wat resulteert in een benadeelde ademhalingspomp.

Patiënten met ernstig emfyseem en hyperinflatie hebben baat bij technieken voor het verminderen van het longvolume die zijn ontworpen om gasinsluiting te verminderen en de luchtstroom, de borstwand en de longmechanica te verbeteren. Het beste bewijs bestaat voor longvolumereductiechirurgie (LVRS), die echter niet zonder risico is, en er is toenemende belangstelling voor de ontwikkeling van technieken voor bronchoscopische longvolumereductie (BLVR), waaronder plaatsing van endobronchiale kleppen en spoelen en gerichte longdenervatie (TLD) , waarvan is aangetoond dat ze de longfunctie, het inspanningsvermogen en de kwaliteit van leven verbeteren.

Endobronchiale cryotherapie is een nieuwe experimentele behandeling bij patiënten met chronische bronchitis. Varkensmodellen hebben ablatie aangetoond van abnormale metaplastische slijmbekercellen en regeneratie van gezond trilhaarepitheel en submucosa binnen 48 uur met volledige genezing binnen 60 dagen na de behandeling. Een pilootstudie evalueerde 11 patiënten die een lobectomie of pneumonectomie ondergingen wegens vermoedelijke longkanker. Gedoseerde sprays, één op elk van twee afzonderlijke locaties, werden 2 weken voorafgaand aan de operatie toegediend, ten minste 2 cm distaal van de voorgestelde resectiemarge (eerste segmentale en lobulaire bronchiën). Er werden geen bijwerkingen gemeld. Histologie van de 8 ingediende monsters toonde een gelokaliseerd cryotherm effect aan dat zich uitstrekte tot maar niet voorbij de submucosa, en minimale ontsteking.

Chronische infiltratie van de luchtwegen door neutrofielen, macrofagen en Th-1-overheersende lymfocyten, aangedreven door verhoogde expressie van inflammatoire eiwitten, cytokines en chemokines, wordt geïntensiveerd tijdens exacerbaties. Het is algemeen aanvaard dat acute exacerbaties de achteruitgang van de longfunctie bij COPD versnellen. Recente studies hebben een rol gesuggereerd voor microvesicles (MV's) in de pathogenese van COPD, waardoor exacerbaties ontstaan. MV's zijn fragmenten van celmembraan met een diameter van 0,1 tot 1 µm die door bijna alle eukaryote cellen worden afgegeven. Ze worden erkend als belangrijke bemiddelaars van intercellulaire communicatie, transporteren een verscheidenheid aan moleculaire lading, waaronder eiwitten en nucleïnezuren, naar cellen op afstand, en zijn betrokken bij verschillende ontstekingsziekten, waaronder COPD. In de meeste onderzoeken is gekeken naar circulerende, van het endotheel afgeleide MV's, die verhoogd zijn bij patiënten met COPD, significant hoger zijn tijdens een exacerbatie en voorspellend zijn voor een snelle daling van het geforceerde expiratoire volume in 1 seconde (FEV1). Er is echter een gebrek aan gegevens over van epitheel afgeleide MV's in de long. We weten uit acute longbeschadigingsmodellen dat van alveolaire macrofagen afgeleide microvesikels, die een biologisch actieve tumornecrosefactor dragen, snel vrijkomen tijdens de vroege fase en een rol kunnen spelen bij het initiëren van het ziekteproces.

Bronchoalveolaire lavage en brushings zijn gevestigde technieken om materiaal te verkrijgen voor respectievelijk meting van inflammatoire eiwitten en microvesicles, en voor cytologie en messenger ribonucleïnezuur (mRNA) analyse. Er is aangetoond dat een nieuwe techniek om de slijmvliesvloeistof te bemonsteren met behulp van een synthetische absorberende matrix ('bronchosorptie') een grotere gevoeligheid heeft voor standaard bronchoalveolaire lavage (BAL), waardoor het nadeel van verdunning wordt geëlimineerd.

Een combinatie van alle drie de technieken om direct monsters van de lagere luchtwegen te verzamelen op meerdere plaatsen van longontsteking, zou vergelijking van proteomische, transcriptomische en histologische gegevens van de endobronchiale omgeving voor en na interventie mogelijk maken. Dit zou de eerste studie zijn die de longmicro-omgeving in deze context evalueert, die voorspellende biomarkers van respons op interventie en toekomstig exacerbatierisico kan identificeren.