MMP-9, TIMP-9 w obrazowaniu płuc i czynnościowym COVID-19

Zespół ciężkiej ostrej niewydolności oddechowej Koronawirus-2 (SARS-CoV2), który ma różne stopnie nasilenia, jest przyczyną choroby koronawirusowej 2019 (COVID-19). Ponad 97% pacjentów z COVID-19 w pełni wraca do zdrowia. Zapalenie nasila się wraz ze wzrostem ciężkości COVID-19. Płuca i śródbłonek ucierpią, gdy zostaną uwolnione różne cytokiny prozapalne. Burza cytokin rozpoczyna się, gdy wiele komórek odpornościowych wytwarza cytokiny i chemokiny. Cytokina prozapalna może zwiększać angiogenezę, przepuszczalność naczyń, proliferację keratyny i produkcję kolagenu. Na zmiany w płucach wpływają pewne zaburzenia. U pacjentów z COVID-19 angiogeneza, aktywacja fibroblastów i odkładanie kolagenu przyczyniają się do naprawy płuc. Patologicznym skutkiem ostrej lub przewlekłej śródmiąższowej choroby płuc jest zwłóknienie płuc, charakteryzujące się nieprawidłowym odkładaniem się kolagenu i macierzy zewnątrzkomórkowej (ECM), utrzymywaniem się fibroblastów, niepowodzeniem ponownego nabłonka pęcherzyków płucnych i zniszczeniem prawidłowej architektury płuc. Na rozkład lub nagromadzenie ECM ma wpływ stosunek metaloproteinazy macierzy (MMP) do metaloproteinazy macierzy (TIMP) będącej inhibitorem tkankowym. Dystrybucja TIMP, a nie dystrybucja MMP, była głównym czynnikiem przyczyniającym się do zwłóknienia płuc. Ekspresja MMP jest zwiększona przez produkcję kilku hormonów, cytokin (IL-1, IL-6), czynników wzrostu (TGF, TNF-), płytkopochodnego czynnika wzrostu (PDGF) i podstawowego czynnika wzrostu fibroblastów (bFGF).

Do prawidłowego funkcjonowania pęcherzyków płucnych wymagana jest pomoc ECM. Nadmierny rozpad ECM i nieprawidłowa przebudowa ECM są podstawowymi przyczynami wielu chorób układu oddechowego, w tym zwłóknienia płuc. Nagromadzenie ECM niszczy wyrostek zębodołowy, szczególnie poprzez upośledzenie dyfuzji pęcherzykowo-włośniczkowej. Na obrazach radiologicznych nieprawidłowości w płucach mogą być postrzegane jako zapalenie płuc w obustronnej podstawnej zmętnieniu matowej szyby, co skutkuje niedotlenieniem. W dolnej części dominowały nieprawidłowości obustronne. COVID-19 ARDS, hipoksemia, obustronne nacieki i zmniejszona podatność płuc były cechami charakterystycznymi zapalenia płuc typu H. Pomimo ograniczonej czułości zwykłe zdjęcie rentgenowskie klatki piersiowej może wykryć nieprawidłowości w płucach w COVID-19; są niedrogie i proste. Do rozpoznania zapalenia płuc wykorzystano nowe nacieki na radiogramach klatki piersiowej.

W literaturze niewiele uwagi poświęcono biomarkerom nieprawidłowości śródmiąższowych płuc, w tym badaniom dotyczącym MMP i TIMP w przypadku nieprawidłowości w płucach u pacjentów z COVID-19. Jedna z bardziej skomplikowanych postaci żelatynazy z rodziny MMP, MMP-9, może rozkładać składniki ECM. MMP-9 zwiększa produkcję kolagenu i cytokin, migrację fibroblastów i stymulację TGF. MMP-9 należy do MMP, które skutecznie hamuje TIMP1. TIMP-1 wiąże się z pro- lub utajoną MMP-9. Aby doszło do proteolizy ECM, MMP i TIMP muszą współistnieć w równowadze. To badanie miało na celu ustalenie, w jaki sposób MMP-9 i TIMP-1 wpłynęły na nieprawidłowe zdjęcia rentgenowskie klatki piersiowej, słabe natlenienie, ciężkość i śmierć.

Od hospitalizowanych pacjentów z COVID-19 pobierana jest krew w celu pomiaru stężenia MMP-9 i TIMP-1 w surowicy. W momencie przyjęcia do szpitala trzech recenzentów oceniło ciężkość po prześwietleniu klatki piersiowej, a następnie ocenę BRIXIA. W momencie wypisu ze szpitala pacjenci byli oceniani. Poziomy MMP-9 i TIMP-1 porównano z wynikami Brixii, zużyciem tlenu, ciężkością i śmiercią.