Frühe Veränderungen der kleinen Atemwege mit nicht invasivem Imaging erkennen

Die Identifizierung einer Small Airways Disease im frühesten Stadium, wenn sie am besten zu behandeln ist, könnte zu neuen medikamentösen Therapien für Patienten mit chronisch-obstruktiver Lungenerkrankung (COPD) führen, erklären die Autoren einer US-amerikanischen Studie.

In der Vergangenheit war es jedoch schwierig, Anomalien der kleinen Atemwege nicht invasiv zu erkennen: Die winzigen Bronchiolen, die bei einer COPD zuerst geschädigt werden und einen Innendurchmesser von weniger als 2 mm haben, sind einfach zu klein, um sie bei der Computertomographie sichtbar zu machen. Zudem geben Lungenfunktionstests diese Schädigungen nicht gut wieder.

In einer vom National Heart Lung and Blood Institute (NHLBI) finanzierten Studie bestätigte ein internationales Forscherteam die Fähigkeit eines nicht invasiven Imaging-Biomarkers zur Erkennung von Schädigungen der kleinen Atemwege bei COPD.

Im „American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine“ berichten die Forscher über die Fähigkeit einer relativ neuen Technik namens Parametric Response Mapping (PRM) zur Erkennung von Anomalien der kleinen Atemwege bei der COPD. Das an der Michigan Medicine, dem akademischen medizinischen Zentrum der University of Michigan, von Brian Ross, Professor für Radiologie und biologische Chemie, und Craig Galban, Associate Professor für Radiologie, entwickelte Verfahren eine nicht invasive Technik. Dabei wird die Lungendichte während der In- und Exhalation gemessen.

Das Team untersuchte Lungengewebe von COPD-Patienten, die sich einer Lungentransplantation unterzogen hatten, sowie von solchen mit gesundem gespendetem Gewebe. Die Forscher verglichen diese Proben dann mit CT-Scans, die vor der Operation gemacht worden waren.

Sie bestätigten, dass das PRM in der Lage war, Verlust in Bezug auf die kleinen Atemwege sowie Verengungen und Obstruktionen nicht invasiv zu identifizieren. Diese technische Leistung erforderte die Zusammenarbeit großer, interdisziplinärer Teams aus Radiologen, Pneumologen, Thoraxchirurgen und Pathologen an mehreren Standorten in zwei Ländern. Alle waren aufgrund der Unvorhersehbarkeit der Transplantationen rund um die Uhr in Bereitschaft.

Seniorautorin Dr. Meilan Han, Lungenspezialistin und Professorin für Innere Medizin an der University of Michigan, sagt: „Jetzt wissen wir, dass wir Erkrankungen der kleinen Atemwege identifizieren können, wenn wir bei COPD-Patienten bildgebende Verfahren durchführen. PRM ist bereits verfügbar und wird an der University of Michigan von klinischen Teams zur Beurteilung von Patienten mit COPD eingesetzt. Das ist es, was wir unter ‚Bench-to-Bedside-Medizin’ verstehen.“

Während diese Untersuchungen an Patienten mit schwerer Erkrankung durchgeführt wurden, konnten in einer anderen von NHLBI finanzierten Studie (COPDGene) die mittels PRM dokumentierten Anomalien der kleinen Atemwege auf CT-Scans auch bei Patienten mit leichterer Erkrankung entdeckt werden und konnten so helfen vorherzusagen, welche Patienten an Lungenfunktion verlieren werden. Han merkt jedoch an: „Wir müssen noch die Art der Atemwegserkrankung validieren, die die PRM-Technik bei Patienten mit einer leichteren Erkrankung feststellt. Diese Art von Lungengewebe ist schwieriger zu bekommen, doch wir arbeiten an Verfahren, die es uns ermöglichen, kleinere Mengen von Lungengewebe zu verwenden, um solche Untersuchungen durchführbar zu machen.“

„Diese Ergebnisse zeigen, wie wichtig es ist, nicht invasive Verfahren zu entwickeln, um die diagnostischen Fähigkeiten zu verbessern und neue Therapien zu entwickeln, die zur Bekämpfung dieser verheerenden Krankheit erforderlich sind“, sagt Dr. James Kiley, Direktor der Abteilung für pulmonale Erkrankungen am NHLBI. „Die Verfeinerung dieser und ähnlicher Ansätze könnte auch die Erforschung der COPD in ihren frühesten Entwicklungsstadien vorantreiben.“