Onderzoekers van de National Institutes of Health en hun medewerkers ontdekten dat het inademen van ongefragmenteerd hyaluronzuur de longfunctie verbetert bij patiënten die lijden aan een ernstige verergering van chronische obstructieve longziekte (COPD). Hyaluronan, een suiker die wordt afgescheiden door levend weefsel dat fungeert als een schavot voor cellen, wordt ook in cosmetica gebruikt als huidbevochtiger en als neusspray om de luchtwegen in de longen te hydrateren.
Hyaluronan werd gebruikt als een behandeling en verkortte de tijd dat COPD-patiënten op de intensive care ademhalingsondersteuning nodig hadden, verminderde hun aantal dagen in het ziekenhuis en bespaarde geld door hun verblijf in het ziekenhuis te verminderen.
De studie, online gepubliceerd in Respiratory Research, is een goed voorbeeld van hoe onderzoek naar de gevolgen van milieuvervuiling voor de longen kan leiden tot levensvatbare behandelingen. Enkele jaren geleden toonde co-senior auteur Stavros Garantziotis, MD, medisch directeur van de Clinical Research Unit van het National Institute of Environmental Health Sciences (NIEHS), onderdeel van NIH, aan dat blootstelling aan vervuiling ervoor zorgt dat hyaluronzuur in de longen wordt afgebroken tot kleinere fragmenten. Deze fragmenten irriteren het longweefsel en activeren het immuunsysteem, wat leidt tot vernauwing en ontsteking van de luchtwegen. Hij stelde vast dat inademing van gezonde, ongefragmenteerde hyaluronan ontstekingen vermindert door de kleinere hyaluronanfragmenten te overtreffen.
Garantziotis bood een analogie voor hoe de ontsteking optreedt. Hij zei dat hyaluronzuur cellen omringt zoals mortel stenen omringt. Het introduceren van vervuiling veroorzaakt scheuren in de mortel, waardoor deze in kleinere brokken wordt gebroken.
“Deze kleinere brokjes irriteren het lichaam en activeren het immuunsysteem, wat leidt tot ontstekingen”, zei Garantziotis. “Het opnieuw introduceren van hyaluronzuur over de volledige lengte, als een verse laag mortel, betekent dat het minder irriterend is en de hoeveelheid ontsteking vermindert.”
Omdat hyaluronan in Italië werd goedgekeurd voor het bevochtigen van de luchtwegen, werkte Garantziotis samen met collega’s in Rome om te kijken of inademing van hyaluronan van volledige grootte de longfunctie bij ernstig zieke COPD-patiënten zou kunnen verbeteren. Hij legde uit dat de patiënten een ademhalingsapparaat gebruikten dat vergelijkbaar was met een CPAP-machine (continue positieve luchtwegdruk) om hun acute exacerbatie van COPD te behandelen. Dit apparaat bood ademhalingsondersteuning door via een masker lucht in de luchtwegen te blazen.
“Geïnhaleerde hyaluronzuur kwalificeert als een stimulerend hulpmiddel voor patiënten met verergerde COPD, omdat het veilig en gemakkelijk toe te dienen is”, zegt senior co-auteur Raffaele Incalzi, MD, Afdeling Geneeskunde, Campus Bio-Medico University en Teaching Hospital, Rome. ” Bovendien werkt het lokaal, alleen in de bronchiale boom, en kan het dus niet interfereren met enig systemisch medicijn. ”
Garantziotis wilde ook weten wat de luchtwegvernauwing in de longen van COPD-patiënten veroorzaakte. Hij theoretiseerde dat er dik slijm bij betrokken kan zijn. In samenwerking met wetenschappers van de Universiteit van Alabama in Birmingham (UAB) kweekten ze luchtwegcellen van emfyseempatiënten in kweek en keken ze hoe slijm zich in de cellen bewoog. Ze zagen dat slijm gemakkelijker wegvloeide na toediening van hyaluronzuur.
Co-auteur Steven Rowe, M.D., directeur van het Gregory Fleming James Cystic Fibrosis Research Center bij UAB, zei dat als patiënten met ernstige COPD hyaluronzuur namen, de behandeling het slijmtransport zou verbeteren en hun herstel zou bevorderen.
De huidige behandelingen voor longaandoeningen omvatten geïnhaleerde steroïden, antibiotica en bronchodilatatoren, dus het gebruik van een molecuul dat al in het lichaam wordt aangetroffen, is een nieuw concept. Het doel van Garantziotis is nu om deze behandeling bij meer patiënten in de VS te bestuderen, zodat hij de optimale omstandigheden en dosering kan begrijpen die het meeste voordeel opleveren.