INTERLEUKIN-1 IS ASSOCIATED WITH INFLAMMATION AND STRUCTURAL LUNG DISEASE IN YOUNG CHILDREN WITH CYSTIC FIBROSIS
Autoren:
Samuel T. Montgomery1, A. Susanne Dittrich2,3, Luke W. Garratt4, Lidija Turkovic4, Dario L.Frey2,3, Stephen M. Stick1,4,5,6, Marcus A. Mall2,7,8, Anthony Kicic1,4,5,6,9, AREST CF1,5,10,11
1 School of Paediatrics and Child Health, University of Western Australia, Nedlands, 6009, Western Australia, Australia.
2 Department of Translational Pulmonology, Translational Lung Research Center Heidelberg (TLRC), German Center for Lung Research (DZL), University of Heidelberg, Heidelberg, Germany;
3 Department of Pneumology and Critical Care Medicine, Thoraxklinik at the University Hospital Heidelberg, Heidelberg, Germany
4 Telethon Kids Institute, University of Western Australia, Nedlands, 6009, Western Australia, Australia.
5 Department of Respiratory Medicine, Princess Margaret Hospital for Children, Perth, 6001, Western Australia, Australia.
6 Centre for Cell Therapy and Regenerative Medicine, School of Medicine and Pharmacology, University of Western Australia, Nedlands, 6009, Western Australia, Australia.
7 Department of Pediatric Pulmonology and Immunology, Charité-Universitätsmedizin Berlin, Berlin, Germany
8 Berlin Institute of Health (BIH), Berlin, Germany
9 School of Public Health, Curtin University, Bentley, 6102, Western Australia, Australia.
10 Murdoch Children’s Research Institute, Parkville, 3052, Melbourne, Victoria, Australia
11 Department of Paediatrics, University of Melbourne, Parkville, 3052, Melbourne, Victoria, Australia
Was war Ihre wissenschaftliche Fragestellung?
Gibt es schon frühzeitig bei kleinen Kindern mit Mukoviszidose Entzündungsvorgänge in der Lunge, die durch festsitzenden Schleim in den Atemwegen verursacht werden? Gibt es dabei eine Verknüpfung mit Entzündungs-Markern, die bei Mukoviszidose bekannt sind, und gibt es eine Verbindung mit Schäden der Lunge?
Warum ist das wichtig?
Die frühe Diagnose und Behandlung von Mukoviszidose hat zu verbesserten Ergebnissen bei den Patienten geführt, aber nach wie vor werden die meisten Komplikationen der Erkrankung durch die Lungenerkrankung als Folge von entzündlichen Prozessen verursacht. Solche entzündlichen Vorgänge sind oft auch ohne Infektion der Atemwege vorhanden. Von anderen Krankheiten wissen wir, dass sie sich dann entwickeln können, wenn Zellen an Sauerstoffmangel zugrunde gehen. Neuere Studien haben gezeigt, dass der zähe Schleim in den Atemwegen von Mukoviszidose-Patienten zu Sauerstoffmangel in den Atemwegszellen und damit dort zu Zelltod und Entzündung führt. Diese Studien wurden allerdings in Maus-Modellen durchgeführt, und für derartige Zusammenhänge bei kleinen Kindern mit Mukoviszidose fehlen die Belege.
Wie sind Sie vorgegangen?
Wir entnahmen bei kleinen Kindern mit Mukoviszidose mit oder ohne Infektion der Atemwege Proben aus den Atemwegen und bestimmten spezifische Entzündungsmarker wie Interleukin-1alpha, Interleukin-8, Neutrophile und Neutrophilen-Elastase in den Proben. Dann untersuchten wir, in welchem Ausmaß die Werte der Entzündungsmarker dem Ausmaß der Lungenschäden entsprachen, die wir mit bildgebenden Verfahren bestimmten.
Was haben Sie herausgefunden?
In den Atemwegen beider Gruppen, der Kinder mit und ohne Infektion der Atemwege, gab es einen Zusammenhang zwischen Interleukin-1alpha und Interleukin-8 sowie auch zwischen Interleukin-1alpha und den Neutrophilen. Zusätzlich gab es bei den Kindern mit Atemwegsinfektion einen Zusammenhang zwischen Interleukin-1alpha und der Neutrophilen-Elastase. Bei Kindern ohne Atemwegsinfektionen gab es einen Zusammenhang zwischen dem Umfang der Lungenschäden und Interleukin-1alpha, Interleukin-8 und der Neutrophilen-Elastase. Dabei war der Zusammenhang zwischen Lungenschäden und Interleukin-1alpha am stärksten ausgeprägt.
Was bedeutet das, und warum muss man bei der Bewertung der Ergebnisse vorsichtig sein?
In der Studie wurde an kleinen Kindern mit Mukoviszidose ein Zusammenhang zwischen den Messwerten von Interleukin-1alpha und Schäden der Lunge gefunden. Damit ist es wahrscheinlich, dass Interleukin-1alpha bei der Entwicklung der Lungenerkrankung beteiligt ist. Damit werden die Erkenntnisse aus den Tiermodellen bestätigt. Dass wir eine solche Verbindung zwischen Interleukin-1alpha und Lungenschäden fanden, bedeutet allerdings nicht, dass diese Schäden direkt vom Interleukin-1alpha selbst verursacht werden, aber es ist auf irgendeine Weise daran beteiligt. Weitere Untersuchungen sind erforderlich, um dies genauer zu klären.
Wie geht es weiter?
Obwohl wir Verbindungen zwischen Entzündungsmarkern und Lungenschäden nachgewiesen haben, bleibt die Frage, auf welche Weise Zelltod und Entzündung diese Schäden im Einzelnen verursachen. Wir werden das weiter untersuchen unter Verwendung von Atemwegszellen von kleinen Kindern mit Mukoviszidose.
Übersetzung von Wilhelm Bremer, 09.01.2019
