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Montag 01. April 2019

Neue Erkenntnisse zur Wirkung von hypertoner Salzlösung am Modell der menschlichen Lungenzellen (Human Bronchial Epithelium, HBE)

Die Inhalation von hypertoner Salzlösung (HS) ist eine bewährte und effektive Behandlung bei Mukoviszidosepatienten (Cystic fibrosis, CF). Patienten profitieren von einer verbesserten Lebensqualität, Lungenfunktion und mukoziliären Clearance.

Hyperosmolare Agenzien wie die hypertone Salzlösung, bewirken nach Vernebelung eine Wiederherstellung des Volumens des Flüssigkeitsfilms in den Atemwegen (ASL, Airway Surface Liquid) und eine Verflüssigung von Bronchialschleim, der bei CF-Patienten hoch konzentriert ist. Der genaue Wirkmechanismus bleibt Gegenstand aktueller Forschung.

Die amerikanische Arbeitsgruppe um Goralski1 et al. untersuchte den Effekt von vernebelter Salzlösung auf menschliche Bronchialzellen mit „normalem“ (2%) und wie auch bei CF vorliegend, höher konzentriertem (12%) Schleim. Angesichts der unterschiedlichen Vernebler auf dem Markt, konstruierten die Autoren ein spezifisches Inhalationssystem, das die klinisch relevanten Aerosol-Abgaberaten von Düsenverneblern nachahmt.
 

Ziel dieser Studie:

Kinetik der hypertonen Salzlösung auf den Airway Surface Liquid
          > Vergleich des Effekts unterschiedlicher Dosen

Neue Erkenntnisse zur Wirkung von hypertoner Salzlösung am Modell der menschlichen Lungenzellen (Human Bronchial Epithelium, HBE)
Abb.1.
Nach HS-Gabe ist das ASL-Volumen vs. Grundline des hochkonzentriertem, CF-artigem Schleims (12%), 7-mal höher im Vergleich zu einen 3-fachen Anstieg in normal konzentriertem Schleim (2%)
Neue Erkenntnisse zur Wirkung von hypertoner Salzlösung am Modell der menschlichen Lungenzellen (Human Bronchial Epithelium, HBE)
Abb.2.
Zwei aufeinanderfolgende Dosen von vernebelter HS in HBE-Zellen mit hochkonzentriertem Schleim
Nach der 2. Dosis tritt der HS-Effekt in gleicher Weise auf, das ASL-Volumen ist im Vergleich zur ersten Gabe sogar etwas erhöht (p<0,001)

HS Effekt auf Zellen mit normal konzentriertem Schleim (2%)

  • 3-facher Anstieg des ASL Volumens im Vergleich zur Grundlinie
  • Absinken der ASL Höhe auf Grundlinie innerhalb von 40 Minuten
  • Abgeschwächter Effekt auf die ASL Höhe nach einer zweiten Gabe von HS

 

HS-Effekt bei Zellen mit hochkonzentriertem, CF-„artigem“ Schleim (12%)

  • 7-facher Anstieg des ASL Volumens im Vergleich zur Grundlinie
  • Verlängerte Reabsorptionsrate
  • Absinken der ASL Höhe auf Grundlinie innerhalb von 80 Min
  • Eine zweite Vernebelung von HS generiert ähnliche ASL Höhe wie nach der 1. Gabe

Fazit der Autoren:

  • Starker Anstieg des ASL Volumens und verlängerter Effekt nach Vernebelung von 7% Salzlösung bei Anwesenheit von dehydriertem, hochkonzentriertem Schleim im Vergleich zu “verdünntem“ Schleim.
  • Es konnte bestätigt werden, dass eine wiederholte Gabe von HS, so wie es in der Therapie bei Mukoviszidose Patienten üblich ist, eine effiziente Strategie bei Vorliegen von hoch konzentriertem Schleim ist.
  • Mit Hilfe des entwickelten HBE-Models könnnen die damit generierten Ergebnisse auch auf andere chronisch muko-obstruktive Erkrankungen, wie Bronchiektasen oder COPD übertragen werden.

1. Goralski JL, Wu D, Thelin WR, Boucher RC, Button B. The in vitro effect of nebulised hypertonic saline on human bronchial epithelium. Eur Respir J. 2018;51(5):1702652.

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Dr. Rosina Ledermüller

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