Please wait. Loading...
 
Αποστολή σε φίλο
 
Συσχέτιση της μεταλλοπρωτεϊνάσης MMP9 και του ιστικού αναστολέα της MMP1 (TIMMP1) με λειτουργικούς και υπερηχοκαρδιογραφικούς δείκτες στη σαρκοείδωση και την ιδιοπαθή πνευμονική ίνωση
Οι μεταλλοπρωτεϊνάσες και οι ιστικοί αναστολείς τους, δρουν στο μεταβολισμό του κολλαγόνου του διάμεσου δικτύου και σχετίζονται με την παθογένεια της ιστικής αναδιαμόρφωσης και της ίνωσης. Στόχος της έρευνας είναι η αξιολόγηση της ΜΜP9 και TIMMP1 σε ασθενείς με σαρκοείδωση και ιδιοπαθή πνευμονική ίνωση (ΙPF) και η συσχέτισή τους με λειτουργικούς και υπερηχοκαρδιογραφικούς δείκτες. Οι ΜΜP9 και TIMMP1 μετρήθηκαν στον ορό (ELISA, Human Biotrak, Amersam) 22 ασθενών με σαρκοείδωση, 10 ασθενών με ΙPF και 12 μαρτύρων. Στους ασθενείς με σαρκοείδωση εκτιμήθηκε η φάση της νόσου (σπινθηρογράφημα Ga167) και η διαστολική λειτουργία της αριστεράς κοιλίας (παλμικό και Tissue Doppler). Στους ασθενείς με ΙPF μετρήθηκε η συστολική πνευμονική πίεση (SPAP), ενώ όλοι υποβλήθηκαν σε πλήρη έλεγχο της αναπνευστικής λειτουργίας. Τα επίπεδα MMP9 και TIMMP1 δεν διέφεραν μεταξύ των ασθενών αλλά ήταν στατιστικά σημαντικά υψηλότερα στους ασθενείς με σαρκοείδωση (p<0,001, p<0,01) και IPF (p<0,01, p<0,05) συγκριτικά με τους μάρτυρες. Στους ασθενείς με σαρκοείδωση, διαπιστώθηκε στατιστικά σημαντική συσχέτιση της MMP9 με την FEF25-75 (p<0,05) και την ενεργό φάση της νόσου (p<0,01), ενώ στους ασθενείς με ΙPF με την τιμή DLCO (p<0,05). Το 41% ασθενών με σαρκοείδωση είχε διαταραχή της διαστολικής λειτουρ- γίας της αριστεράς κοιλίας του τύπου της χάλασης και το 40% ασθενών με ΙPF, SPAP >35mmHg. Δεν διαπιστώθηκε στατιστικά σημαντική συσχέτιση των υπερηχοκαρδιογραφικών ευρημάτων με τις ΜΜP9, TIMMP1 και MMP9/TIMMP1. Τα επίπεδα της ΜΜP9 αντανακλούν τον επηρεασμό της αναπνευστικής λειτουργίας στους ασθενείς με σαρκοείδωση και ΙPF. Δεν φαίνεται να εκφράζουν αξιόπιστα τη συμμετοχή του καρδιαγγειακού συστήματος, αλλά στη σαρκοείδωση είναι δείκτες του ενεργού της νόσου. Πνεύμων 2006, 19(4):357-366.

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Οι μεταλλοπρωτεϊνάσες (matrix metalloproteinases, MMPs) αποτελούν μια ομάδα ενδοπεπτιδασών που αποδομούν πρωτείνες του εξωκυττάριου διάμεσου δικτύου, όπως το κολλαγόνο, τη ζελατίνη, την ελαστίνη και τη φιμπρονεκτίνη. Η δυναμική ισορροπία τους με ιστικούς αναστολείς της δράσης τους ρυθμίζει το μεταβολισμό του διάμεσου δικτύου των ιστών στη γήρανση και τη φυσιολογική διαδικασία ανάπλασης των ιστών.1 Πρόσφατες μελέτες αποδίδουν ιδιαίτερη σημασία στη διαταραχή αυτής της ισορροπίας στην ιστική αναδιαμόρφωση και στην αγγειογέννεση σε νοσήματα όπως το βρογχικό άσθμα, η Χρόνια Αποφρακτική Πνευμονοπάθεια, ο καρκίνος, η πνευμονική υπέρταση και πρόσφατα η σαρκοείδωση και η ιδιοπαθής πνευμονική ίνωση.2 Ομοιότητες στην παθογένεια της ιστικής αναδιαμόρφωσης και της ίνωσης στα δύο τελευταία νοσήματα έχουν διαπιστωθεί παθολογοανατομικά3 και υπάρχουν ενδείξεις από το βρογχοκυψελιδικό έκπλυμα (BAL) και από ανοσοϊστοχημικές μελέτες, οτι οι MMPs και κυρίως η ΜΜP9 (ζελατινάση) και οι αναστολείς τους συμμετέχουν στην εξέλιξή της.4

Στην παρούσα έρευνα, στο πλαίσιο της αναζήτησης αξιοπίστων κλινικών δεικτών παρακολούθησης της φλεγμονής και της ίνωσης, μετρήθηκαν τα επίπεδα της ΜΜP9 και του ιστικού αναστολέα της MMP1 (tissue inhibitor TIMMP1) στον ορό ασθενών με σαρκοείδωση και ιδιοπαθή πνευμονική ίνωση, με την κλασική ανοσοενζυμική μέθοδο ELISA. Η μελέτη αποσκοπεί στη διερεύνηση της υπόθεσης οτι η ισορροπία της MMP9 και του TIMMP1 στο περιφερικό αίμα, συσχετίζεται με την ενεργό φάση της σαρκοείδωσης, την έκπτωση της αναπνευστικής λειτουργίας και τη συμμετοχή του καρδιαγγειακού συστήματος στα δύο νοσήματα.

ΑΣΘΕΝΕΙΣ – ΜΕΘΟΔΟΙ

Μελετήθηκαν 22 ασθενείς, με σαρκοείδωση ιστολογικά επιβεβαιωμένη, μη καπνιστές, οι οποίοι ταξινομήθηκαν σε τρία στάδια με βάση τα ευρήματα από την απλή ακτινογραφία θώρακα5 ως εξής: στάδιο Ι: Οχτώ ασθενείς με μεσαυλική/πυλαία λεμφαδενοπάθεια, χωρίς παρεγχυματικές διηθήσεις στάδιο ΙΙ: Οχτώ ασθενείς με λεμφαδενοπάθεια και παρεγχυματικές διηθήσεις, αλλά χωρίς ενδείξεις πνευμονικής ίνωσης, στάδιο ΙΙΙ: Εξι ασθενείς με πνευμονικές διηθήσεις ή ίνωση, χωρίς λεμφαδενοπάθεια. Με βάση το ολοσωματικό σπινθηρογράφημα με 67Ga-citrate καθορίστηκε η ενεργός φάση της νόσου (Lamda/Panda sign).6 Σε 14 ασθενείς η νόσος ήταν ενεργός και σε 8 ανενεργός.

Μελετήθηκαν, επίσης, 10 ασθενείς, μη καπνιστές, με ιδιοπαθή πνευμονική ίνωση. Η διάγνωση στηρίχθηκε στα διαγνωστικά κριτήρια της ATS/ERS με ιστολογική επιβεβαίωση σε δύο ασθενείς και τυπικά ακτινολογικά ευρήματα σε HRCT σε όλους τους ασθενείς.7

Οι ροές, οι πνευμονικοί όγκοι και χωρητικότητες μετρήθηκαν σε όλους τους ασθενείς με σπιρομέτρηση, η διάχυση με μέθοδο απλής επανεισπνοής CO (Ganshorn, GMBH) και οι μερικές πιέσεις αερίων αίματος σε δείγμα αρτηριακού αίματος από τη βραχιόνιο αρτηρία σε ατμοσφαιρικό αέρα (Radiometer Copenhagen, ABL).

Στους ασθενείς με σαρκοείδωση έγινε μέτρηση των επιπέδων του μετατρεπτικού ενζύμου της αγγειοτενσίνης στον ορό (serum angioconverting enzyme, SACE) με ενζυμική μέθοδο.

Στους ασθενείς με σαρκοείδωση η διαστολική λειτουργία της αριστεράς κοιλίας εκτιμήθηκε με παλμικό και ιστικό Doppler (υπερηχογράφος General Electric Vivid 3). Με την ταυτόχρονη καθοδήγηση της δισδιάστατης απεικόνισης της καρδιάς και την τοποθέτηση του μετατροπέα στην κορυφαία θέση για τη λήψη της προβολής 4 κοιλοτήτων, το δείγμα του όγκου παλμού του παλμικού Doppler τοποθετήθηκε στο χώρο εξόδου της αριστεράς κοιλίας και συγκεκριμένα στην κορυφή του ανοίγματος των γλωχίνων. Οι διαστολικοί δείκτες που εκτιμήθηκαν ήταν: η ταχεία διαστολική πλήρωση (κύμα E, cm/sec), η βραδεία διαστολική πλήρωση (κύμα A, cm/sec), ο λόγος E/A, ο χρόνος επιβράδυνσης ροής (DT, msec), η διαστολική ταχύτητα στο επίπεδο του μιτροειδικού δακτυλίου (Em, cm/sec), ενώ συνεκτιμήθηκαν το πάχος του μεσοκοιλιακού διαφράγματος (IVSd, mm) και η συστολική λειτουργία της αριστεράς κοιλίας (LVEF%). Η διαστολική λειτουργία θεωρήθηκε παθολογική, όταν τρείς από τους πέντε δείκτες ήταν παθολογικοί, με βασική προϋπόθεση Ε/Α <1 ή/και Εm <8cm/sec. Στους ασθενείς με ιδιοπαθή πνευμονική ίνωση εκτιμήθηκε η συστολική πνευμονική πίεση (SPAP, mmHg) με συνεχές Doppler και εφαρμογή της τροποποιημένης εξίσωσης Bernoulli στο κύμα ανεπάρκειας της τριγλώχινας.8 Πνευμονική υπέρταση διαγνώσθηκε όταν η SPAP >35mmHg.

Τα επίπεδα MMP9 και TIMMP1 μετρήθηκαν στον ορό όλων των ασθενών και 12 υγιών μαρτύρων (ηλικία 50,2±7έτη) μη καπνιστών, με φυσιολογική αναπνευστική λειτουργία, με ποσοτική ανοσοενζυμική μεθοδο ELISA (Human Biotrak, Amersam Biosciences).9 Η μέθοδος ανιχνεύει τα επίπεδα της πρόδρομης (92kDa) MMP9 (proMMP9) και υπολογίζει την ελεύθερη μορφή της και τη συνδεδεμένη με τον αναστολέα της ΤΙMMP1. Ανιχνεύει, επίσης, τα συνολικά επίπεδα TIMMP1, που περιλαμβάνουν την ελεύθερη μορφή της και τη συνδεδεμένη με MMPs.

Η ανίχνευση των επιπέδων MMP9 και ΤIMMP1 στον ορό, έγινε με βάση το εξής πρωτόκολο9: Στο πρώτο βήμα επώασης, οι MMP9 και ΤIMMP1 δεσμεύθηκαν σε microplates, επενδυμένα με προεπωασμένα μονοκλωνικά αντισώματα. Στο δεύτερο βήμα επώασης, προστέθηκαν πολυκλωνικά αντισώματα ανίχνευσης συνδεδεμένα με Horseradish Peroxidase και σχηματίστηκαν σταθερά σύμπλοκα. Η ποσότητα της υπεροξειδάσης καθορίστηκε με την προσθήκη Tetramethylbenzidine (TMB). Η αντίδραση διακόπηκε με την προσθήκη διαλύματος οξέος και το χρώμα που προέκυψε μετρήθηκε με φασματοφωτόμετρο στα 450nm. Οι συγκεντρώσεις των MMP9 και TIMMP1 καθορίστηκαν με βάση δεδομένη λογιστική καμπύλη τεσσάρων παραμέτρων (4PL). Οι τιμές των ενζύμων μετρώνται σε ng/ml και η ευαισθησία της μεθόδου καθορίζεται σε 0,6ng/ml για την MMP9 και 1,25ng/ml για την TIMMP1. Τα ανθρωπομετρικά χαρακτηριστικά των ασθενών και η αναπνευστική λειτουργία φαίνονται στον πίνακα 1.

Στατιστική ανάλυση

Όλες οι τιμές εκφράζονται ως μέσες τιμές ± SD. H δοκιμασία Mann-Whitney U test εφαρμόστηκε στη σύγκριση τιμών της ίδιας ποσοτικής παραμέτρου σε δύο ανεξάρτητες ομάδες. Ο συντελεστής συσχέτισης Spearman εφαρμόστηκε για τον καθορισμό του βαθμού συσχέτισης μεταξύ δύο μεταβλητών. H σύγκριση των μέσων όρων περισσότερων των δύο ομάδων δεδομένων στηρίχθηκε σε ανάλυση διακύμανσης (analysis of variance, ANOVA). Στατιστική σημασία αποδόθηκε σε τιμές του p<0,05. Η στατιστική επεξεργασία των αποτελεσμάτων έγινε με SPSS.

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Οι ασθενείς ήταν μέσης ηλικίας, χωρίς στατιστικά σημαντική διαφορά μεταξύ των ασθενών των δύο νοσημάτων και με τους μάρτυρες. Τα επίπεδα της μεταλλοπρωτεϊνάσης MMP9, του ιστικού αναστολέα TIMMP1 και ο λόγος ΜΜP9/TIMMP1 ήταν στατιστικά υψηλότερα στον ορό των ασθενών με σαρκοείδωση (p<0,001, p<0,01, p<0,001) και πνευμονική ίνωση (p<0,01, p<0.05, p<0,05) συγκριτικά με τους μάρτυρες (Σχήμα 1). Aν και τα επίπεδα MMP9 σε ασθενείς με σαρκοείδωση ήταν υψηλότερα συγκριτικά με τους ασθενείς με πνευμονική ίνωση, δεν διέφεραν στατιστικά μεταξύ των ασθενών των δύο νοσημάτων. Τα επίπεδα ΜΜP9 και TIMMP1 σχετίσθηκαν στατιστικά μεταξύ τους και στα δύο νοσήματα (σαρκοείδωση: r=0,49, p<0,05, ιδιοπαθή πνευμονική ίνωση: r=0,60, p<0,05)

Πίνακας 1. Δημογραφικά χαρακτηριστικά, αναπνευστική λειτουργία και επίπεδα SACE ασθενών
Σαρκοείδωση IPF
Ενεργός
Ανενεργός Σύνολο
Αριθμός
Φύλο (Α:Γ)
Ηλικία(έτη)
Στάδιο (Ι:ΙΙ:ΙΙΙ)
FEV1 (%πρβ)
FVC (%πρβ)
FEF25-75 (%πρβ)
DLCO (%πρβ)
PO2 mmHg
PCO2 mmHg
SACE (U/lt)
14
6:8
65±10
5:5:4
73,5±10
75,8±12
50,5±33
65,2±21
73±19
37,9±4
41±16
8
3:5
55±9
3:3:2
75±13
83,5±8
59±28
75±18
77,7±20
37±3
34±13
22
9:13
61,7±10
8:8:6
74±12
80,5±10
55,6±30
71,4±20
75,2±18
37,3±3
38,8±15
10
4:6
65,8±5
65±11
63±8
60,2±11
42±15*
67±12
37±2
(* p<0,001)

Ως προς την αναπνευστική λειτουργία και τα επίπεδα SACE, δεν παρατηρήθηκε στατιστικά σημαντική διαφορά ανάμεσα στους ασθενείς με ενεργό και ανενεργό σαρκοείδωση (Πίνακας 1). Ο δείκτης διάχυσης ήταν στατιστικά σημαντικά χαμηλότερος στους ασθενείς με πνευμονική ίνωση, συγκριτικά με τους ασθενείς με σαρκοείδωση (p<0.001).

Τα επίπεδα MMP9 των ασθενών με σαρκοείδωση συσχετίστηκαν στατιστικά σημαντικά με την FEF25- 75 (r=-0,43, p<0,05) (Σχήμα 2) τόσο στο σύνολο των ασθενών, όσο και στις δύο ομάδες ανάλογα με τη φάση (ενεργό/ανενεργό). Στατιστικά σημαντική συσχέτιση βρέθηκε ανάμεσα στα επίπεδα MMP9 και την ενεργό φάση της σαρκοείδωσης, με βάση το σπινθηρογράφημα με 67Ga-citrate (r=0,50, p<0,05) και με στατιστικά σημαντικά υψηλότερη τιμή στους 14 ασθενείς με ενεργό σαρκοείδωση, συγκριτικά με τους 8 ασθενείς με ανενεργό νόσο (p<0,05) (Σχήμα 3). Ωστόσο τα επίπεδα MMP9 δεν συσχετίστηκαν με τα επίπεδα του SACE και το στάδιο της νόσου. Ως προς το SACE, δεν διαπιστώθηκε στατιστικά σημαντική διαφορά των επιπέδων του στα τρία στάδια της σαρκοείδωσης ή συσχέτιση με την ενεργό φάση της νόσου και την FEF25-75.

Τα επίπεδα TIMMP1 και ο λόγος ΜΜP9/TIMMP1 δεν συσχετίσθηκαν σημαντικά με άλλους παραμέτρους της νόσου στους ασθενείς με σαρκοείδωση. Από την άλλη μεριά, η ανάλυση διακύμανσης δεν έδειξε στατιστικά σημαντικές διαφορές στα επίπεδα των ΜΜP9, TIMMP1 και το λόγο MMP9/TIMMP1 στα τρία στάδια της νόσου.

Στους ασθενείς με ιδιοπαθή πνευμονική ίνωση, τα επίπεδα MMP9 συσχετίσθηκαν στατιστικά με τον DLCO (r=-0,60, p<0,05). Δεν διαπιστώθηκαν, όμως, στατιστικά σημαντικές συσχετίσεις με άλλους δείκτες αναπνευστικής λειτουργίας, ενώ τα επίπεδα TIMMP1 και ο λόγος ΜΜP9/TIMMP1 δεν συσχετίσθηκαν με καμία παράμετρο.

Πνευμονική υπέρταση (SPAP >35mmHg) διαπιστώθηκε σε 4/10 ασθενείς (40%) με πνευμονική ίνωση, αλλά η μέση τιμή της συστολικής πνευμονικής πίεσης (29±7mmHg) δεν συσχετίσθηκε με τα επίπεδα ΜΜP9, TIMMP1 και το λόγο MMP9/TIMMP1.

Σε 9/22 ασθενείς (41%) με σαρκοείδωση διαπιστώθηκε διαταραχή της διαστολικής λειτουργίας της αριστεράς κοιλίας, του τύπου της χάλασης. Διαστολική δυσλειτουργία της αριστεράς είχαν 8/14 ασθενείς με ενεργό (57%) και ένας ασθενής με ανενεργό νόσο (12,5%) (p<0,001). Όλοι οι ασθενείς είχαν φυσιολογική συστολική λειτουργία της αριστεράς κοιλίας (EF >45%) και φυσιολογικό πάχος μεσοκοιλιακού διαφράγματος (IVSD), χωρίς διηθητικά στοιχεία ενδεικτικά μυοκαρδιοπάθειας, ενώ δεν διαπιστώθηκε περικαρδίτιδα σε κανέναν ασθενή.

Οι διαστολικοί δείκτες που εκτιμήθηκαν δεν συσχετίσθηκαν στατιστικά με τα επίπεδα ΜΜP9, TIMMP1 και το λόγο MMP9/TIMMP1. Επίσης δεν διαπιστώθηκε στατιστικά σημαντική διαφορά των επιπέδων ΜΜP9, TIMMP1 και του λόγου MMP9/TIMMP1 μεταξύ των ασθενών με διαταραχή της διαστολικής λειτουργίας και στους ασθενείς με φυσιολογική καρδιακή λειτουργία (540,4±174ng/ml, 180,5±50ng/ml, 2,9±1,4 και 485,3±130 ng/ml, 156,6±65 ng/ml, 3,32±1,5, αντίστοιχα, ns).

ΣΥΖΗΤΗΣΗ

Από τα ευρήματα της μελέτης προκύπτει οτιν στον ορό ασθενών με σαρκοείδωσην τα επίπεδα της MMP9, του ιστικού αναστολέα TIMMP1 και ο λόγος ΜΜP9/ TIMMP1 είναι αυξημένα. Επιπλέον, τα επίπεδα ΜΜP9 σχετίζονται με την ενεργό φάση της νόσου, όπως αυτή εκτιμάται με το σπινθηρογράφημα 67Ga-citrate, και με το βαθμό της απόφραξης των μικρών αεραγωγών (FEF25- 75). Στους ασθενείς με ιδιοπαθή πνευμονική ίνωση, τα επίπεδα της MMP9, TIMMP1 και ο λόγος ΜΜP9/ TIMMP1 στον ορό είναι αυξημένα, και τα επίπεδα MMP9 σχετίζονται με το δείκτη διάχυσης, εκφράζοντας την έκπτωση της αναπνευστικής λειτουργίας.

Είναι σημαντικό οτι στα δύο νοσήματα, τα επίπεδα της proMMP9 και της ελεύθερης και συνδεδεμένης μορφής της, τα οποία ανιχνεύει η μέθοδος ΕLISA, σχετίσθηκαν με τα επίπεδα TIMMP1 σε ελεύθερη και συνδεδεμένη μορφή με MMPs, γεγονός που ισχυροποιεί την αξιοπιστία της μεθόδου. Ενδιαφέρον είναι, εξάλλου, οτι η αύξηση της MMP9 συνοδεύεται από αντισταθμιστική αύξηση του ιστικού αναστολέα της, που εκφράζει τη διαδικασία ομοιόστασης στο μεταβολισμό του διάμεσου ιστού και επανόρθωσης της ιστικής βλάβης. Πρέπει όμως να σημειωθεί, οτι η αύξηση του ΤIMMP1 ακολουθούσε με επίπεδο στατιστικής σημασίας χαμηλότερο την αύξηση της MMP9 στα δύο νοσήματα.

Με ζυμογραφική μέθοδο ζελατίνης (gelatin zymography) και ELISA έχει διαπιστωθεί οτι στο βρογχοκυψελιδικό έκπλυμα (BAL) ασθενών με σαρκοείδωση και ιδιοπαθή πνευμονική ίνωση τα επίπεδα της MΜP9 είναι αυξημένα.4 Όμως από αυτά τα δεδομένα, όπως και από τα ευρήματα της παρούσας μελέτης, δεν παρατηρήθηκε ανάλογη αύξηση του TIMMP1, που αποτελεί ένδειξη διαταραχής της ισορροπίας του μεταβολισμού του κολλαγόνου στην παθογένεια της πνευμονικής ίνωσης στα δύο νοσήματα.

Με τη μέθοδο ELISA μελετώνται για πρώτη φορά στη βιβλιογραφία τα επίπεδα των ΜΜP9, TIMMP1 στον ορό των ασθενών με σαρκοείδωση και ιδιοπαθή πνευμονική ίνωση. Η μέθοδος εφαρμόστηκε για πρώτη φορά στο περιφερικό αίμα από τον Βοsse et al, σε ασθενείς με βρογχικό άσθμα και διαπιστώθηκε ισχυρή συσχέτιση του λόγου ΜΜP9/TIMMP1 με την ανταπόκριση στα στεροειδή.10 Η μέθοδος έχει ήδη εφαρμοστεί με αξιόπιστα αποτελέσματα σε BAL και πτύελα ασθενών με XAΠ και βρογχικό άσθμα, όπου διαπιστώθηκε αύξηση της MMP9 και συσχέτιση με το βαθμό έκπτωσης της αναπνευστικής λειτουργίας.11-14 Σε ασθενείς με κρυπτογενή οργανούμενη πνευμονία, με τη μέθοδο ELISA διαπιστώθηκαν αυξημένα επίπεδα MMP9 και διαταραχές του λόγου ΜΜP9/TIMMP1 στο BAL, ευρήματα που συσχετίστηκαν με τις συγκεντρώσεις μακροφάγων, ουδετερόφιλων και λεμφοκυττάρων.15

Στους ασθενείς με ιδιοπαθή πνευμονική ίνωση, η ανίχνευση μεταλλοπρωτεϊνασών στο περιφερικό αίμα, βρίσκεται σε συμφωνία με αντίστοιχα ευρήματα ανοσοϊστοχημικών μελετών βιοψιών πνεύμονα και με αυτά του BAL με τη μέθοδο ζυμογραφίας. Ειδικότερα, αυξημένα επίπεδα ΜΜP9 έχουν διαπιστωθεί στο BAL ασθενών με ιδιοπαθή πνευμονική ίνωση από τον Fukada et al και έχει εξεταστεί η σχέση των επιπέδων της με την επίδραση της θεραπευτικής αγωγής στην πορεία της νόσου.16,17 Η αύξηση της MMP9 στο BAL των ασθενών αυτών, φαίνεται οτι αποτελεί δείκτη φλεγμονής και ένδειξη οτι παράγεται από ουδετερόφιλα, επιθηλιακά κύτταρα και ινοβλάστες.16 Ο Suga et al απέδειξαν μεγαλύτερη αύξηση των επιπέδων της MMP9 σε ασθενείς με ταχύτερη εξέλιξη της νόσου, και αυτό συσχετίσθηκε με αυξημένη συγκέντρωση ουδετερόφιλων στο BAL των ασθενών.18 Εξάλλου, με ανοσοϊστοχημικές χρώσεις έχει επισημανθεί ο ρόλος των μεταπλαστικών επιθηλιακών κυττάρων και της απόπτωσης τους στη διαταραχή της ισορροπίας των μεταλλοπρωτεϊνασών και των αναστολέων τους.19 Αξίζει να σημειωθεί, οτι πρόσφατα εφαρμόζονται γονιδιακές μέθοδοι για την ερμηνεία των αποτελεσμάτων αυτών.20,21 H συσχέτιση των επιπέδων MMP9 με το δείκτη διάχυσης, όπως βρέθηκε στα αποτελέσματά μας, αντανακλά την αυξημένη συσσώρευση εξωκυττάριου διάμεσου ιστού στο επίπεδο των κυψελίδων και τη διήθηση τους από ινοβλάστες με αυξημένη παραγωγή μεταλλοπρωτεϊνασών, όπως είναι γνωστό από τη βιβλιογραφία.22 Η κλινική συσχέτιση γίνεται για πρώτη φορά και επισημαίνεται ουσιαστικά ο σημαντικός ρόλος της MMP9 στην ιστική αναδιαμόρφωση και την παθογένεια της ίνωσης, αν και δεν ήταν δυνατό να επιβεβαιωθεί στην παρούσα φάση αυτή η σχέση με ευρήματα από BAL στους ασθενείς μας.

Στους ασθενείς με σαρκοείδωση, τα επίπεδα MMP9 ήταν αυξημένα σε ασθενείς με ενεργό νόσο, συγκριτικά με τους ασθενείς με ανενεργό νόσο και είχαν θετική συσχέτιση με τα αποτελέσματα του σπινθηρογραφήματος με 67Ga-citrate. Ενδείξεις της συσχέτισης αυτής έχουν διατυπωθεί με ευρήματα από το BAL ασθενών με ενεργό σαρκοείδωση, στους οποίους διαπιστώθηκε αυξημένη παραγωγή ΜΜP2 από κυψελιδικά μακροφάγα.23 Η συσχέτιση των μεταλλοπρωτεϊνασών του περιφερικού αίματος με την ενεργό φάση της νόσου σε ασθενείς με σαρκοείδωση, αναφέρεται για πρώτη φορά στη γνωστή βιβλιογραφία. Αξίζει να σημειωθεί oτι, πρόσφατα, με βάση τον πολυμορφισμό της μεταλλοπρωτεϊνάσης MMP1, διαπιστώθηκε γονιδιακή προδιάθεση στα κλινικά χαρακτηριστικά της ενεργού νόσου και τη συμμετοχή περισσοτέρων των τριών οργάνων.24

Σύμφωνα με τα μέχρι τώρα γνωστά, η ενεργός φάση της σαρκοείδωσης καθορίζεται με κλινικά κριτήρια, βιοχημικούς δείκτες, όπως το SACE και απεικονιστικές τεχνικές.25 Την υψηλότερη ευαισθησία (94%) έχει το ολοσωματικό σπινθηρογράφημα με 67Ga-citrate26 και είναι ενδιαφέρον οτι η μέθοδος ELISA συσχετίσθηκε στατιστικά με τη μέθοδο αναφοράς, ενώ τα επίπεδα του SACE δεν συσχετίσθηκαν με την ενεργό φάση της νόσου. Από τα αποτελέσματά μας φάνηκε οτι τα επίπεδα ΜΜP9 δεν σχετίζονται με τα επίπεδα του SACE και το στάδιο της νόσου. Ωστόσο, για να διερευνηθεί η ευαισθησία, η ειδικότητα και η θετική και αρνητική προγνωστική αξία της μεθόδου, σε σχέση με το σπινθηρογράφημα με 67Ga-citrate και το SACE, απαιτείται μεγαλύτερο δείγμα ασθενών.

Είναι σημαντικό εξάλλου και αυτό επισημαίνεται για πρώτη φορά, οτι τα επίπεδα MMP9 στους ασθενείς με σαρκοείδωση συσχετίστηκαν στατιστικά με τη μεσοεκπνευστική ροή, τόσο στο σύνολο των ασθενών, όσο και στις δύο ομάδες ανάλογα με τη φάση της νόσου. Η προσβολή των μικρών αεραγωγών είναι συχνό εύρημα στη σαρκοείδωση και αντανακλά παθολογοανατομικές βλάβες, όπως παρουσία ενδοβρογχικών κοκκιωμάτων, περιβρογχική ίνωση, εναπόθεση διάμεσου συνδετικού ιστού ή βρογχική υπεραντιδραστικότητα.25 Η συσχέτιση που διαπιστώσαμε, μπορεί να αντανακλά την εξέλιξη της ιστικής αναδιαμόρφωσης των μικρών αεραγωγών και την αυξημένη παραγωγή της από τα σαρκοειδικά κοκκιώματα. Εξάλλου, αυξημένα επίπεδα ΜΜP9 και ΜMP1 και χαμηλά επίπεδα TIMMP1 εντός των πολυπύρηνων γιγαντοκυττάρων έχουν ανιχνευθεί σε κοκκιωματώδη ιστό από βιοψία πνεύμονα και καρδιάς με ανοσοϊστοχημικές μεθόδους στους ασθενείς με σαρκοείδωση.27

Η προσβολή των κυττάρων του καρδιακού μυός ενοχοποιείται για τη συμμετοχή του μυοκαρδίου στη σαρκοείδωση και η διηθητική μυοκαρδιοπάθεια αποδεικνύεται παθολογοανατομικά σε ποσοστό 27% σε νεκροτομικά ευρήματα.28 Ένδειξη προσβολής του μυοκαρδίου αποτελούν υπερηχοκαρδιογραφικά ευρήματα διαταραχής της διαστολικής λειτουργίας της αριστεράς κοιλίας που έχει βρεθεί σε ποσοστό 50% ασθενών με φυσιολογική συστολική λειτουργία.29

Στους ασθενείς μας, διαταραχή της διαστολικής λειτουργίας του τύπου της χάλασης διαπιστώθηκε σε ποσοστό 41%, χωρίς υπερηχοκαρδιογραφικά ευρήματα περικαρδίτιδας ή διηθητικής μυοκαρδιοπάθειας. Είναι αξιοσημείωτο οτι τα επίπεδα ΜΜP9, TIMMP1 και ο λόγος ΜΜP9/TIMMP1 δεν συσχετίστηκαν με το εύρημα αυτό, έτσι ώστε δεν φαίνεται να αντανακλούν τη συμμετοχή του μυοκαρδίου στη νόσο. Όμως, κανείς ασθενής δεν είχε κλινικά κριτήρια προσβολής του μυοκαρδίου, έτσι ώστε μπορούμε να υποθέσουμε οτι η ιστική αναδιαμόρφωση του μυοκαρδίου, ίσως, στα πρώιμα στάδια της νόσου, δεν εκφράζεται στο περιφερικό αίμα.30

Παρόμοια, η διάγνωση πνευμονικής υπέρτασης σε ποσοστό 40% ασθενών με ιδιοπαθή πνευμονική ίνωση δεν συσχετίσθηκε με τα επίπεδα ΜΜP9, TIMMP1 και το λόγο ΜΜP9/TIMMP1, αν και είναι γνωστός ο ρόλος των μεταλλοπρωτεϊνασών στην παθογένεια της πνευμονικής υπέρτασης.31 Εξάλλου, τα επίπεδα της MMP9 πρόσφατα εκτιμήθηκαν ως δείκτης παρακολούθησης της θεραπευτικής δράσης ενός αναστολέα υποδοχέων ενδοθηλίνης (bosentan) σε ασθενείς με πνευμονική υπέρταση και σκληρόδερμα.32 Ο αριθμός, όμως, των ασθενών με πνευμονική ίνωση στη μελέτη μας είναι μικρός και μεγαλύτερο δείγμα απαιτείται για την εξαγωγή αξιόπιστων συμπερασμάτων.

Σύμφωνα με τη διεθνή βιβλιογραφία, η επιλογή του δείκτη 67Ga, ως δείκτη μέτρησης της ενεργότητας της σαρκοείδωσης, αν και έχει υψηλή ευαισθησία, δεν είναι ομόφωνα αποδεκτή μέθοδος και παρουσιάζει σημαντικούς περιορισμούς.33 Τα αποτελέσματα της εφαρμογής της στην παρούσα μελέτη, παρέχουν ενδεικτικά στοιχεία για την ενεργό φάση της νόσου και δεν θεωρούνται παθογνωμονικά, ενώ απαιτούνται περαιτέρω μελέτες σχετικά με το ρόλο της μεθόδου στην παρακολούθηση της ενεργότητας της νόσου. Επίσης, η υπερηχοκαρδιογραφική εκτίμηση της συμμετοχής του μυοκαρδίου παρουσιάζει διαγνωστικούς περιορισμούς. Πρόσφατη βιβλιογραφία αναδεικνύει το ρόλο της μαγνητικής τομογραφίας στην πρώιμη διάγνωση της προσβολής του μυοκαρδίου με χαρακτηριστικα αυξημένης έντασης σήμανση στο μεσοκοιλιακό διάφραγμα.34

Λόγω του μικρού αριθμού των ασθενών, στους περιορισμούς της μελέτης θα πρέπει να προστεθεί η αδυναμία συσχέτισης των αποτελεσμάτων με τη επίδραση της θεραπευτικής αγωγής. Αν και όλοι οι ασθενείς ήταν σε σταθερή κλινική κατάσταση, τρεις ασθενείς με ιδιοπαθή πνευμονική ίνωση και αναπνευστική ανεπάρκεια λάμβαναν σταθερή δόση κορτικοειδών και ανοσοκατασταλτική αγωγή. Σε θεραπεία με κορτικοειδή ήταν οι 8 ασθενείς με ενεργό σαρκοείδωση, ενώ στους υπόλοιπους έξι, η μελέτη διενεργήθηκε πριν την έναρξη της αγωγής, στη φάση διάγνωσης της νόσου. Όμως ενισχυτικό των συμπερασμάτων είναι οτι στη μελέτη δεν περιλήφθησαν ασθενείς ή μάρτυρες καπνιστές, καθώς έχει αποδειχτεί οτι το κάπνισμα αυξάνει τα επίπεδα της MMP9 και επηρεάζει την ισορροπία ΜΜP9/TIMMP1.35

Συμπερασματικά, παρά τους περιορισμούς της μελέτης που αναφέρθηκαν παραπάνω, τα αποτελέσματά μας, προσφέρουν ισχυρές ενδείξεις για το σημαντικό ρόλο της μεταλλοπρωτεϊνάσης MMP9 και της ισορροπίας της με τον ιστικό αναστολέα της TIMMP1 στο περιφερικό αίμα στους ασθενείς με σαρκοείδωση και με ιδιοπαθή πνευμονική ίνωση. Ιδιαίτερα στους ασθενείς με σαρκοείδωση, οι κλινικές συσχετίσεις με τη διαταραχή της αναπνευστικής λειτουργίας και την ενεργό φάση της νόσου, μπορούν να ερμηνευτούν ως έκφραση της ιστικής αναδιαμόρφωσης και της φλεγμονής των πνευμόνων.

Η ανίχνευση των επιπέδων των μεταλλοπρωτεϊνασών στο περιφερικό αίμα, μπορεί να αποτελέσει τα επόμενα χρόνια ένα νέο αξιόπιστο δείκτη παρακολούθησης την εξέλιξης της νόσου και ίσως της ανταπόκρισης στη θεραπευτική αγωγή, με την αξιοποίηση απλών και προσβάσιμων διαγνωστικών μεθόδων. Από την άλλη μεριά, θα συμβάλουν στη διερεύνηση της δράσης των φαρμακευτικών αναστολέων των μεταλλοπρωτεϊνασών, που ήδη μελετώνται κλινικά, για την ανάπτυξη νέων προπτικών θεραπευτικής αντιμετώπισης.

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

  1. Woessner JF. MMPs and TIMMP1s: an historical perspective. Methods Mol Biol 2001; 151:1-23
  2. O'Connor CM, Fitz Gerald MX. Matrix metalloproteases and lung disease.Thorax 1994; 49:602-609.
  3. Peters CA, Freeman MR, Fernadez CH, Stephan J, Wiederschain DG, Moses MH. Dysregulated proteolytic balance as the basis of excess extracellular matrix in fibrotic disease. Am J Physiol 1997; 272:1960-1965.
  4. Henry MT, McMahom K, Mackarel AJ, Prikk K, Sorsa T, Maisi P, Sepper R, Fitz Gerald MX, O'Connor C. M Matrix metalloproteinases and tissue inhibitor of metalloproteinase-1 in sarcoidosis and IPF. Eur Respir J 2002; 20:1220-1227.
  5. du Bois R, Baughman P. Diffuse lung disease, Arnold 2004, pp113.
  6. Alberts Chr, van der Schoot JB, Groen AS. 67Ga scintigraphy as an index of disease activity in pulmonary sarcoidosis. Eur J Nucl Med 1981; 6:205-12.
  7. ATS/ERS International Multidisciplinary Consensus Classification of the Idiopathic Interstitial Pneumonias. Am J Respir Crit Car Med 2002; 15:165(2):277-304.
  8. Laaban JP, Diebold B, Zelinski R, Laffay M, Raffoul H. Noninvasive estimation of systolic pulmonary artery pressure using Doppler echocardiography in patients with COPD. Chest 1989; 96:1258-62.
  9. Bergmann U, Michaelis J, Oberhoff R, Knauper V, Beckmann R, Tschesche H. Enzyme linked immunosorbent assays (ELISA) for the quantitative determonation of human leucocytes collagenase and gelatinase. J Clin Chem Clin Biochem 1989; 27(6):351-9.
  10. Bosse M, Chakir J, Rouabhia M, Boulet LP, Audette M, Laviolette A. Serum matrix metalloproteinase-1: tissue inhibitor of metalloproteinase-1 ratio correlates with steroid responsiveness in moderate to severe asthma. Am J Respir Crit Care Med 1999; 159:596-602.
  11. Cataldo D, Munaut C, Noel A, et al. MMP-2 and MMP-9 linked gelatinolytic activity in the sputum from patients with asthma and chronic obstructive pulmonary disease. Int Arch Allergy Immunol 2000; 123:259-267.
  12. Mautino G, Henriguet C, Gougat C, et al. Increased expression of tissue inhibitor of metalloproteinase-1 and loss of correlation with matrix metalloproteinase-9 by macrophages in asthma. Lab Invest 1999; 79:39-47.
  13. Cataldo D, Munaut C, Noel A, Frankenne F, Bartsch P, Louis R. Matrix metalloproteinases and TIMMP1 production by peripheral blood granulocytes from COPD patients and asthmatics. Allergy 2001; 56(2):145-51.
  14. Vignola AM, Ricobono L, Mirabella A, et al. Sputum metalloproteinase-9/tissue inhibitor of metalloproteinase ratio correlates with airflow obstruction in asthma and chronic bronchitis. Am J Respir Crit Care Med 1998; 158:1945-1950.
  15. Choi KH, Lee HB, Jeong MY, et al. The role of matrix metalloproteinase-9 and tissue inhibitor of metalloproteinase- 1 in cryptogenic organising pneumonia. Chest 2002; 121:1478-1485.
  16. Fukada Y, Ishizaki M, Kudoh S, Kitaichi M, Yamanaka N. Localization of matrix metalloproteinases 1,2 and 9 and tissue inhibitor of metalloproteinase-2 in interstitial lung disease. Lab Invest 1998; 78:687-698.
  17. Lemjabbar H, Gosset P, Lechapt-Zalcman E, et al. Overexpression of alveolar macrophage gelatinase B (MMP-9) in patients with idiopathic pulmonary fibrosis. Effects of steroid and immunosuppressive treatment. Am J Respir Cell Mol Biol 1999; 20:903-913.
  18. Suga M, Iyonaga K, Okamoto T, et al. Characteristic elevation of matrix metalloproteinase activity in idiopathic interstitial pneumonias. Am J Respir Crit Care Med 2000; 162:1949-1956.
  19. Ruiz V, Ordonez RM, Berumen J, Ramirez R, Uhal B, Becceril C, Pardo AM, Selman A. Unbalanced collagenases/ TIMP-1 expression and epithelial apoptosis in experimental lung fibrosis. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol 2003; 285(5):1026-1036.
  20. Zuo F, Kaminski F, Eugui E, et al. Gene expression analysis reveales matrilysin as a key regulator of pulmonary fibrosis in humans. Proc Nat Acad Sci 2002; 99:6292-7.
  21. Edwards ST, Anthony CC, Donnelly S, Dazin PF, Schulman ES, Jones KD, Wolters PJ, et al. c-Kit immunophenotyping and metalloproteinase expression profiles of mast cells in interstitial lung diseases. J Pathol 2005; 206: 279-290.
  22. Jeffrey J, Atkinson Α, Robert M. Matrix metalloproteinase- 9 in lung remodeling. Am J Respir Cell Mol Biol 2003; 28:12-24.
  23. John M, Oltmanns U, Fietze I, Witt C, Jung K. Increased production of matrix metalloproteinase-2 in alveolar macrophages and regulation by interleukin-10 in patients with acute pulmonary sarcoidosis. Exp Lung Res 2002; 28(1):55-68.
  24. Ninomiya S, Niimi T, Shimizu S, Sato S, Achiwa H, Akita K, Maeda H, Ueda R. Matrix metalloproteinase- 1 polymorphism of promoter region in sarcoidosis and tuberculosis patients. Sarcoidosis Vasc Diffuse Lung Dis 2004; 21(1):19-24.
  25. Lynch JP, White ES. Pulmonary sarcoidosis in: Sarcoidosis ERS Monograph 2002; 32(10):8:105-128.
  26. Klech H, Kohn H, Kummer F, Mostbeck A. Assessment of activity in sarcoidosis and specificity of 67 Gallium scintigraphy, serum ACE levels, chest roentgenography and blood lymphocyte subpopulations. Chest 1982; 82:732-738.
  27. Gonzalez AA, Segura AM, Horiba K, Qian S, Yu ZX, Stetler-Stevenson W, Willerson JT, McAllister HA Jr, Ferrans VJ. Matrix metalloproteinases and their tissue inhibitors in the lesions of cardiac and pulmonary sarcoidosis: an immunohistochemical study. Hum Pathol 2002; 33(12):1158-64.
  28. Silverman KJ, Hutchins GM, Bulkey BH. Cardiac sarcoidosis. A clinicopathologic study of 84 unselected patients with systemic sarcoidosis. Circulation 1978; 58:1204-11.
  29. Angomachalelis N, Hourzamanis A, Vamvalis C, Gavrielidis A. Doppler echocardiographic evaluation of left ventricular diastolic function in patients with systemic sarcoidosis. Postgrad Med J 1992; 68(1):52-56.
  30. Shimada T, Shimada K, Sakane T. Diagnosis of cardiac sarcoidosis and the evaluation of the effect of steroid therapy. Am J Med 2001; 110:520-527.
  31. Lepetit H, Addahibi S, Fadel E, Frisdal E, Munaut C, et al. Smooth muscle cell matrix metalloproteinases in idiopathic pulmonary arterial hypertension. Eur Respir J 2005; 25(5):834-42.
  32. Gianelli G, Iannone F, Marinosci F, Lapadula G, Antonaci S. The effect of bosentan on MMP9 levels in patients with systemic sclerosis-induced pulmonary hypertension. Curr Med Res Opin 2005; 21(3):327-32
  33. King T, Schwarz K. Interstitial lung disease, Decker 2003, pp358.
  34. Vignaux O, Dhote R, Duboc D, et al. Clinical significance of myocardial magnetic resonance abnormalities in patients with sarcoidosis: 1 year follow up study. Chest 2002; 122:1895-1901.
  35. Lim S, Roche N, Oliver BG. Balance of matrix metalloprotease- 9 and tissue inhibitor of metalloprotease-1 from alveolar macrophages in cigarette smokers. Am J Respir Crit Care Med 2000; 162:1355-1360.
© 2011 PNEUMON Magazine, Hellenic Bronchologic Society.
Developed by LogicONE Logo LogicONE