MMP-9, TIMP-9 in longbeeldvorming en functioneel van COVID-19

Ernstig Acuut Respiratoir Syndroom Coronavirus-2 (SARS-CoV2), dat verschillende gradaties van ernst heeft, is de oorzaak van Coronavirus Disease 2019 (COVID-19). Meer dan 97% van de COVID-19-patiënten herstelt volledig. Ontsteking neemt toe wanneer de ernst van COVID-19 toeneemt. De longen en het endotheel zullen schade oplopen wanneer verschillende pro-inflammatoire cytokines vrijkomen. Een cytokinestorm ontstaat wanneer veel immuuncellen cytokines en chemokines produceren. De pro-inflammatoire cytokine kan angiogenese, vasculaire permeabiliteit, keratineproliferatie en collageenproductie verhogen. Longlaesies worden beïnvloed door bepaalde aandoeningen. Bij COVID-19-patiënten dragen angiogenese, fibroblastactivering en collageenafzetting allemaal bij aan het herstel van de longen. De pathologische uitkomst van acute of chronische interstitiële longziekte is longfibrose, gekenmerkt door abnormale afzetting van collageen en extracellulaire matrix (ECM), het aanhouden van fibroblasten, falen van alveolaire re-epithelisatie en vernietiging van de normale pulmonale architectuur. De afbraak of opbouw van ECM wordt beïnvloed door de verhouding van matrixmetalloproteïnase (MMP) en weefselremmermatrixmetalloproteïnase (TIMP). TIMP-distributie, niet MMP-distributie, was de belangrijkste oorzaak van longfibrose. MMP-expressie wordt verhoogd door de productie van verschillende hormonen, cytokinen (IL-1, IL-6), groeifactoren (TGF, TNF-), van bloedplaatjes afgeleide groeifactor (PDGF) en basische fibroblastgroeifactor (bFGF).

ECM-assistentie is nodig om de longblaasjes normaal te laten functioneren. Overmatige ECM-afbraak en afwijkende ECM-remodellering zijn de hoofdoorzaken van veel luchtwegaandoeningen, waaronder longfibrose. ECM-opbouw vernietigt het alveolaire proces, met name door de alveolaire-capillaire diffusie te belemmeren. Op radiologische beelden kunnen longafwijkingen worden gezien als longontsteking in de bilaterale matglasopaciteit basaal, wat resulteert in hypoxie. In het onderste gedeelte overheersten bilaterale afwijkingen. COVID-19 ARDS, hypoxemie, bilaterale infiltraten en verminderde longcompliantie waren de kenmerken van pneumonie type H. Ondanks de beperkte gevoeligheid kunnen gewone röntgenfoto's van de borst longafwijkingen bij COVID-19 detecteren; ze zijn goedkoop en eenvoudig. Nieuwe infiltraten op thoraxfoto's werden gebruikt om de diagnose longontsteking te stellen.

Biomarkers van pulmonale interstitiële afwijkingen hebben beperkte aandacht gekregen in de literatuur, waaronder onderzoek naar MMP en TIMP voor longafwijkingen bij COVID-19-patiënten. Een van de meer gecompliceerde vormen van de MMP-gelatinasefamilie, MMP-9, kan ECM-componenten afbreken. MMP-9 verhoogt de collageen- en cytokineproductie, fibroblastmigratie en TGF-stimulatie. MMP-9 is een van de MMP's die TIMP1 effectief remt. TIMP-1 bindt aan pro- of latent MMP-9. Om ECM-proteolyse te laten plaatsvinden, moeten MMP en TIMP in evenwicht naast elkaar bestaan. Deze studie had tot doel vast te stellen hoe MMP-9 en TIMP-1 abnormale röntgenfoto's van de borst, slechte zuurstofvoorziening, ernst en overlijden beïnvloedden.

Er wordt bloed afgenomen van in het ziekenhuis opgenomen COVID-19-patiënten om de serumconcentraties van MMP-9 en TIMP-1 te meten. Op het moment van ziekenhuisopname beoordeelden drie beoordelaars de ernst na röntgenfoto's van de borst, gevolgd door een BRIXIA-score. Bij ontslag uit het ziekenhuis werden de patiënten geëvalueerd. De niveaus van MMP-9 en TIMP-1 werden vergeleken met Brixia-scores, zuurstofverbruik, ernst en overlijden.