Noves estratègies per a la predicció i prevenció de la pneumònia associada a l’ictus

Abstract

La pneumònia associada a l’ictus (SAP, stroke-associated pneumonia) és una de les complicacions més freqüents després de l’ictus, amb una incidència del 12%, i augmenta el risc de mortalitat i discapacitat dels pacients amb ictus, així com la durada de la seva estada a l’hospital. Els factors que la causen són tant clínics (disfàgia, comorbiditats, alta exposició a microorganismes per hospitalització) com biològics, degut a la immunosupressió sistèmica que es dóna després de l’ictus i que fa als pacients més susceptibles a patir infeccions. Aquesta tesi pretén estudiar la SAP des de diferents punts de vista, buscant noves estratègies per a la seva predicció i prevenció. Consta de 4 objectius, cadascun dels quals s’ha intentat assolir amb un estudi independent. El primer objectiu és el d’avaluar biomarcadors descrits a la literatura prèvia en un estudi prospectiu multicèntric, i les proteïnes SAA, CRP i MR-proADM han estat els biomarcadors seleccionats que han format panells amb alta sensibilitat per a la predicció i diagnòstic de la SAP, i que han millorat el model de regressió logística amb les variables clíniques rellevants. Tot i així, el poder predictiu d’aquests panells no és òptim, i és per això que es necessita descobrir nous biomarcadors per a la SAP. En això s’han centrat el segon i tercer objectiu d’aquesta tesi. El segon objectiu consistia en el descobriment de nous biomarcadors predictors de la malaltia mitjançant l’ús de tècniques –òmiques per a l’estudi de les 3 subpoblacions leucocitàries majoritàries en pacients que desenvolupen SAP. S’han descrit els neutròfils com a la subpoblació amb més alteracions en la seva expressió gènica i proteica. A més, s’han seleccionat alguns candidats interessants, com S100A8 o S100A12, però és necessària la seva validació en nous pacients i per altres tècniques. El tercer objectiu s’ha basat en l’anàlisi retrospectiu de biomarcadors sanguinis per a la predicció de dues complicacions associades a l’ictus amb símptomes comuns com són la insuficiència cardíaca aguda descompensada (ADHF, acute decompensated heart failure) i les infeccions de tracte respiratori (que inclouen la SAP). S’han identificat dos panells diferents de 3 biomarcadors cadascun, que eren capaços de millorar de manera significativa el model de regressió logística corresponent amb les variables clíniques. Per últim, en el quart objectiu s’ha volgut avaluar l’afectació que pateix el pulmó després de la isquèmia cerebral. Per aquest motiu, s’ha realitzat un estudi experimental en un model d’isquèmia cerebral de ratolí, i s’ha observat un increment d’un marcador de dany pulmonar com és l’augment de concentració de proteïna al fluid del rentat broncoalveolar (BALF, bronchoalveolar lavage fluid), així com la identificació de 3 molècules alterades a nivell pulmonar per la isquèmia cerebral com són HGF, TGF-α i CCL2. La troballa de biomarcadors predictors de la SAP, així com el coneixement en profunditat dels processos moleculars que es donen a nivell sistèmic després de l’ictus isquèmic pot tenir implicacions clíniques molt importants com són el descobriment de noves dianes terapèutiques per a la prevenció de la SAP o la selecció d’un grup de pacients amb alt risc de desenvolupar-la, aconseguit així reduir les taxes de mortalitat i discapacitat dels pacients amb ictus.

La neumonía asociada al ictus (SAP, stroke-associated pneumonia) es una de las complicaciones más frecuentes después del ictus, con una incidencia del 12%, y aumenta el riesgo de mortalidad y discapacidad de los pacientes con ictus, así como duración de su estancia en el hospital. Los factores que la causan son tanto clínicos (disfagia, comorbilidades, alta exposición a microorganismos por hospitalización) como biológicos, debido a la inmunosupresión sistémica que se da después del ictus y hace a los pacientes más susceptibles a sufrir infecciones. Esta tesis pretende estudiar la SAP desde diferentes puntos de vista, buscando nuevas estrategias para su predicción y prevención. Consta de 4 objetivos, cada uno de los cuales se ha intentado cumplir en un estudio independiente. El primer objetivo es evaluar biomarcadores descritos en la literatura previa en un estudi prospectivo multicentrico, y las proteínas SAA, CRP y MR-proADM han sido biomarcadores seleccionados que han formado paneles con alta sensibilidad para la predicción y diagnóstico de la SAP, y que han mejorado el modelo de regresión logística con las variables clínicas relevantes. Sin embargo, el poder predictivo de estos paneles no es óptimo, y es por eso que se necesita descubrir nuevos biomarcadores para la SAP. En eso se han centrado el segundo y tercer objetivo de esta tesis. El segundo objetivo consistía en el descubrimiento de nuevos biomarcadores predictores de la enfermedad mediante el uso de técnicas –ómicas para el estudio de las 3 subpoblaciones leucocitarias mayoritarias en pacientes que desarrollan SAP. Se han descrito los neutrófilos con más alteraciones en su expresión génica y proteica. Además, se han seleccionado algunos candidatos interesantes, como S100A8 o S100A12, pero es necesaria su validación en nuevos pacientes y por otras técnicas. El tercer objetivo se ha basado en el análisis retrospectivo de biomarcadores sanguíneos para la predicción de dos complicaciones asociadas al ictus con síntomas comunes como son la insuficiencia cardíaca aguda descompensada (ADHF, acute decompensated heart failure) y las infecciones de tracto respiratorio (que incluyen la SAP). Se han identificado dos paneles distintos de 3 biomarcadores cada uno, que eren capaces de mejorar de manera significativa el modelo de regresión logística correspondiente con las variables clínicas. Por último, en el cuarto objetivo se ha querido evaluar la afectación que sufre el pulmón después de la isquemia cerebral. Para eso, se ha realizado un estudio experimental en un modelo de isquemia cerebral de ratón, y se ha observado un incremento de un marcador de daño pulmonar como es el aumento de concentración de proteína en el fluido del lavado broncoalveolar (BALF, bronchoalveolar lavage fluid), así como la identificación de 3 moléculas alterades a nivel pulmonar para la isquèmia cerebral como son HGF, TGF-α y CCL2. El hallazgo de biomarcadores predictores de la SAP, así como el conocimiento en profundidad de los procesos moleculares que se dan a nivel sistémico después del ictus isquémico pueden tener implicaciones clínicas muy importantes como son el descubrimiento de nuevas dianas terapéuticas para la prevención de la SAP o la selección de un grupo de pacientes con alto riesgo de desarrollarla, consiguiendo así reducir las tasas de mortalidad y discapacidad de los pacientes con ictus.

Stroke-associated pneumonia (SAP) is one of the most common complications after stroke, with a frequency of 12%. It increases the risk of mortality and disability of stroke patients, as well as the length of stay at the hospital. The factors that lead to SAP are both clinical (dysphagia, comorbidities, high exposure to microorganisms) and biological, due to the systemic immunosuppression that occurs after a stroke, making these patients more prone to suffer infections. This doctoral thesis intends to study SAP from different points of view, searching for novel strategies for its prediction and prevention. It comprises 4 objectives, and each of them has been explored in an independent study. The first objective aims to evaluate biomarkers previously described in the literature in a prospective multicentric study. The selected biomarkers have been SAA, MR-proADM, and CRP, which have formed panels with high sensitivity for the prediction and early diagnosis of SAP. They have improved the logistic regression models with the relevant clinical variables. However, the predictive value of these panels is not optimal, The second objective consisted in the discovery of new biomarkers for the prediction of SAP through the use of –omics for the study of 3 leukocyte subpopulations. Neutrophils are the subpopulation that suffers more alterations at gene and protein levels in SAP patients. Furthermore, some interesting candidates have been explored, as S100A8 or S100A12, but it is needed their validation in new patients and using different techniques. The third objective is based on a retrospective analysis of blood biomarkers for the prediction of two stroke-associated complications with common symptoms as acute decompensated heart failure (ADHF) and respiratory tract infections (which include SAP). Two different panels have been identified, with 3 biomarkers each, which were able to improve significantly the corresponding logistic regression models with clinical variables. Last but not least, the fourth objective has evaluated the alterations that cerebral ischemia causes to the lungs. For this reason, an experimental study has been performed, using a model of cerebral ischemia in mice. It has been observed an increase of a marker of lung damage (higher levels of protein concentration in bronchoalveolar lavage fluid). In addition, 3 molecules have been identified as altered at a pulmonary level after the cerebral ischemia: HGF, CCL2, and TGF-α The finding of predictive biomarkers for SAP, as well as the deeper knowledge of the molecular processes that occur systemically after an ischemic stroke, can have important clinical implications. These implications could be the discovery of new therapeutic targets for the prevention of SAP and the selection of those patients at higher risk of developing SAP. With this, it could be possible to reduce the mortality and disability rates of stroke patients.