Исследователи из Медицинской школы Бостонского университета (BUSM) определили генетический признак хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ) из клеток дыхательных путей, собранных с использованием минимально инвазивной процедуры. Полученные данные предоставляют новый способ изучения ХОБЛ и могут привести к новым методам лечения и способам мониторинга реакции пациента на эти методы лечения. Исследование опубликовано в Интернете в Американском журнале респираторной и интенсивной терапии.
Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) – это прогрессирующее заболевание легких, которое приводит к потере функции легких, в первую очередь вызванной курением сигарет. Это вызывает кашель, хрипы, одышку, стеснение в груди и другие симптомы, затрудняющие дыхание. Несмотря на то, что существуют методы лечения и изменения образа жизни, которые могут помочь людям справиться с ХОБЛ, в настоящее время нет лекарства и эффективных методов лечения, снижающих скорость снижения функции легких. По данным Национального института сердца, легких и крови при Национальном институте здравоохранения (NHLBI), который частично финансировал исследование, ХОБЛ является третьей по значимости причиной смерти в Соединенных Штатах, вызывая примерно 135 000 смертей ежегодно.
"Было проведено ограниченное количество молекулярных исследований ХОБЛ, учитывая недоступность и инвазивность получения легочной ткани," сказала Катрина Штайлинг, доктор медицинских наук, доцент медицины в BUSM, которая выступила первым автором исследования. Исследователи предположили, что, хотя ХОБЛ в первую очередь поражает ткань глубоко внутри легких, последствия ХОБЛ могут быть обнаружены в относительно доступных тканях дыхательных путей. Это перекликается с предыдущей работой, которую они проделали, которая обнаружила, что рак, обнаруженный глубоко в легких, может быть обнаружен с помощью специфичных для рака паттернов экспрессии генов в крупнейших дыхательных путях, связанных с дыхательным горлом, вдали от опухоли.
Чтобы проверить свою гипотезу, исследовательская группа использовала клетки дыхательных путей, полученные во время бронхоскопии, процедуры, при которой небольшая камера вводится в дыхательные пути через нос или рот. Во время процедуры, которую можно проводить, когда пациент бодрствует под местной анестезией или умеренной седацией, используется кисточка для цитологического исследования, чтобы аккуратно соскоблить боковые стороны дыхательных путей для сбора клеток.
Они исследовали 238 образцов от нынешних и бывших курильщиков, которые были собраны Стивеном Ламом, доктором медицины, сотрудником Университета Британской Колумбии. Восемьдесят семь образцов были взяты от пациентов, которым был поставлен диагноз ХОБЛ легкой и средней степени тяжести на основании их функции легких. Остальные 151 образец представляли пациентов, у которых не было ХОБЛ на основании этих критериев.
Когда исследователи сравнили образцы дыхательных путей из обеих групп, они обнаружили, что 98 генов экспрессируются на разных уровнях у людей с диагнозом ХОБЛ по сравнению с теми, у кого нет ХОБЛ. Чтобы определить, насколько похожи изменения клеток дыхательных путей на клетки ткани легких, исследователи сравнили свои результаты с ранее опубликованными данными об изменениях экспрессии генов, связанных с ХОБЛ, в ткани легких. Результаты сравнения демонстрируют, что изменения, происходящие в образцах клеток дыхательных путей у лиц с диагнозом ХОБЛ, были аналогичны изменениям в клетках легочной ткани людей с этим заболеванием, несмотря на то, что клетки дыхательных путей, поступающие из областей легкого, не считались измененными. по болезни.
"Наши данные показывают, что существуют последовательные изменения экспрессии генов, которые происходят как в дыхательных путях, так и в клетках ткани легких у людей с ХОБЛ," сказал Аврум Спира, доктор медицинских наук, профессор медицины Александра Грэхема Белла и руководитель отдела вычислительной биомедицины в BUSM, который был одним из старших соавторов исследования. Спира также работает врачом в отделении легких, реанимации и аллергии в Бостонском медицинском центре.
Чтобы изучить влияние лечения на изменения экспрессии генов, связанных с ХОБЛ, исследователи сотрудничали с командой под руководством Маартена ван ден Берге, доктора медицины, доктора философии, из Медицинского центра Университета Гронингена в Нидерландах, которая собирала клетки дыхательных путей у пациентов с ХОБЛ. до и после начала стероидной терапии. Они обнаружили, что экспрессия некоторых генов, которые изменились из-за ХОБЛ, изменила свою экспрессию после лечения и стала больше походить на уровни, наблюдаемые у нынешних или бывших курильщиков без ХОБЛ.
"Часть «сигнатуры» ХОБЛ меняется на противоположную с терапией, предполагая, что исследование клеток дыхательных путей может быть минимально инвазивным инструментом для мониторинга заболевания и более быстрой оценки реакции на терапию, чтобы определить лучший курс лечения для каждого отдельного пациента," сказал Марк Ленбург, доктор философии, доцент кафедры вычислительной биомедицины и биоинформатики в BUSM и другой старший соавтор исследования.
"Изучение ХОБЛ с использованием больших дыхательных путей открывает некоторые действительно захватывающие новые направления исследований, которые также могут улучшить уход за пациентами с ХОБЛ," сказал Спира. "Хотя мы все еще находимся на ранней стадии, я предполагаю, что смогу исследовать клетки дыхательных путей моих пациентов с ХОБЛ, чтобы определить, что вызывает болезнь, и на основе этой информации порекомендовать более конкретное и эффективное лечение."