Predittori di danno polmonare in fibrosi cistica: indagine su infezione e infiammazione

Presupposti: L’infiammazione e l’infezione sono eventi fondamentali alla base della malattia polmonare in Fibrosi cistica (FC) e ne condizionano la progressione. La ricerca di un marker legato alla progressione della malattia e capace di discriminare la necessità di antibiotico-terapia e la risposta a quest’ultima è fervente. Scopo: il lavoro di questo dottorato ha mirato ad indagare -se i livelli plasmatici e nel condensato dell’esalato (EBC) di markers di infiammazione emergenti, finora studiati principalmente nell’asma e nell’infiammazione allergica, come Dimetilarginina asimmetrica (ADMA) e i metaboliti correlati, riflettano l’andamento della malattia in FC, in particolare l’esacerbazione respiratoria e la risposta al trattamento antibiotico; -se la sequenza della RMN diffusion weighted imaging (DWI), nota per un’associazione con l’infiammazione tissutale, applicata al torace, possa distinguere l’esacerbazione respiratoria dalla malattia stabile, ed evidenziare la risposta al trattamento antibiotico e se la RMN toracica sia influenzata dalla colonizzazione cronica da P. aeruginosa; -se la colonizzazione cronica da P. aeruginosa comporti nel tempo un’evoluzione delle resistenze antibiotiche di P. aeruginosa nei pazienti FC, in particolare nella popolazione in età evolutiva. Metodi: sono stati svolti quattro lavori -uno studio prospettico su pazienti pediatrici, suddivisi in stabili ed esacerbati; sono stati raccolti dati clinici, EBC, e plasma negli stabili all’arruolamento e, negli esacerbati, sia prima che dopo terapia antibiotica. ADMA e i metaboliti correlati sono stati misurati nel plasma e nell’EBC tramite cromatografia Ultra performance abbinata a spetrrometria di massa tandem (UPLC-MS/MS) e confrontati con una popolazione di controlli sani; -uno studio prospettico su pazienti pediatrici stabili, con raccolta di EBC ogni 30 giorni, per 6 mesi o fino ad esordio di esacerbazione; ADMA e i metaboliti correlati sono stati dosati e correlati alla funzionalità respiratoria; -uno studio prospettico su pazienti suddivisi in stabili ed esacerbati; dati clinici, spirometria e RMN torace sono state eseguite negli esacerbati prima e dopo terapia antibiotica di 2 settimane, e negli stabili all’arruolamento e dopo due settimane; -uno studio retrospettivo osservazionale di 4 anni basato sull’estrazione di dati clinici e microbiologici relativi alla sensibilità antibiotica di P. aeruginosa in una popolazione di pazienti con colonizzazione cronica da P. aeruginosa. Risultati: -nell’EBC non si è identificato un marker univoco di infiammazione; in considerazione dell’assenza di differenze di ADMA tra i gruppi di pazienti, e rispetto ai controlli sani, e dell’aumento di Citrullina in FC rispetto ai controlli, è stata posta in discussione la disregolazione del metabolismo di ADMA; -nel plasma diversi metaboliti studiati sono risultati più alti in FC che nei controlli; ADMA è risultato aumentato nei pazienti esacerbati, mostrando una riduzione a un livello non distinguibile dai pazienti stabili in seguito a terapia antibiotica; Arginina è risultata auementata in tutti i gruppi, ed in particolare dopo antibioticoterapia; -la DWI ha permesso di distinguere pazienti stabili da esacerbati prima del trattamento, andando incontro a miglioramento dopo terapia antibiotica; ha mostrato buona correlazione con i parametri clinici e spirometrici; la concordanza intra e inter osservatore sono risultate molto buone; la RMN torace ha mostrato correlazione con la funzionalità respiratoria cronica e con la colonizzazione da P. aeruginosa; -le sensibilità antibiotiche di P. aeruginosa hanno subito un’evoluzione nel corso dei 4 anni osservati, con una riduzione marcata in particolare per i fluorochinoloni ed in particolare nella popolazione pediatrica; all’interno della popolazione pediatrica è stato mostrato un peggioramento delle minime concentrazioni inibenti nel gruppo sottoposto a più cicli antibiotici all’anno. Conclusioni: la FC per la sua variabilità fenotipica, per le differenze inter-paziente e per le molteplici fonti di variabilità all’interno delle vie aeree, risulta di difficile descrizione da parte di un singolo marker. Inoltre le alterazioni dei pathway infiammatori non sono ancora completamente noti e compresi e, alla luce di quanto trovato nell’EBC, meritano ulteriore approfondimento. I dati su plasma evidenziano il ruolo di ADMA e rispecchiano le alterazioni sistemiche in corso di malattia. Un approccio innovativo come la metabolomica potrebbe in futuro chiarire diversi aspetti e consentire una migliore stratificazione dei pazienti. La RMN torace con l’utilizzo della sequenza DWI sembra avere un promettente ruolo nella localizzazione e quantificazione dell’infiammazione e meriterà un approfondimento per l’utilizzo come outcome clinico e di ricerca.