Postmortaal longweefsel biedt vitale inzichten in pathofysiologie van COVID-19

Onderzoek van postmortaal longweefsel is van vitaal belang voor ons begrip van de pathogenese van COVID-19. In een overzichtsartikel in The Lancet Respiratory Medicine zijn de bevindingen verzameld van diverse postmortale longweefselanalyses. Op grond daarvan kan het progressieve en fatale beloop van COVID-19 afgeleid worden.

COVID-19 is een multisysteemziekte, waarbij zoals bekend de luchtwegen het primaire doelwit en de belangrijkste plaats van de ziekteprogressie zijn. In toenemende mate geldt COVID-19 als een bifasische ziekte. De progressieve tweede fase lijkt aangedreven te worden door immunopathologie. Als gevolg van een gesuperponeerde infectie en trombotische complicaties kan de klinische verslechtering sneller verlopen.  

Onduidelijke pathofysiologische mechanismen

Het is onduidelijk welke pathofysiologische mechanismen ten grondslag liggen aan de achteruitgang bij COVID-19. Autopsies zijn cruciaal geweest bij het begrijpen van pulmonale en extrapulmonale manifestaties van COVID-19. Hoewel er conclusies kunnen worden getrokken uit klinische studies, bijvoorbeeld van bloedanalyses, bieden postmortale weefselanalyses een ongeëvenaarde momentopname om de weefselarchitectuur, cellulaire samenstelling en genexpressieprofielen, functie en interacties op het moment van overlijden te analyseren.
Verschillende alternatieve benaderingen voor weefselbemonstering bij ernstige COVID-19 omvatten mini-thoracotomie en transbronchiale biopsie. Deze methoden zijn echter anatomisch beperkt en niet zonder risico.
De analyse van gereseceerd longweefsel van ontvangers van een longtransplantatie na COVID-19 wordt gehinderd door de kleine patiëntenaantallen en het beeld wordt gedomineerd door een gevorderde fibrose.

(Minder) conventionele technieken

Postmortaal longweefsel kan worden geanalyseerd met conventionele technieken, waaronder lichtmicroscopie, immunohistochemie en immunofluorescentie. Maar ook met minder conventionele technologieën, zoals beeldvormingsmassacytometrie, elektronenmicroscopie, weefseltranscriptomics en proteomics met hoge resolutie en digitale ruimtelijke profilering.
In het weefsel kunnen SARS-CoV-2-eiwitten of RNA nauwkeurig worden gelokaliseerd door middel van immunohistochemie, massacytometrie met beeldvorming, elektronenmicroscopie en in-situ hybridisatie.
Een terugkerend thema bij al deze technieken is het vinden van heterogeniteit in het longweefsel, zowel in individuele COVID-19-patiënten als tussen patiënten onderling. Het vaststellen van het overkoepelende fenotype met conventionele beeldvorming is essentieel voor de daaropvolgende interpretatie van de resultaten van meer geavanceerde technieken, om het weefsel in beeld te brengen.

Zeer heterogene ziekte

In tegenstelling tot eerdere veronderstellingen dat COVID-19 in de longen een uniforme ziekte is, tonen postmortale bevindingen dat de ziekte zeer heterogeen is. De ziekte kan onderverdeeld worden op basis van vroege en late progressie en op basis van het pathofysiologisch proces. Vanaf het begin van de infectie in de longen lijken er verschillende fenotypische routes te zijn die tot de dood leiden. Bij veel patiënten wordt het histologische patroon gekenmerkt door een klassieke diffuse alveolaire ziekte. Dit vormt slechts één fenotype.
Bij sommige mensen veroorzaakt een overlappende infectie echter een duidelijk inflammatoir milieu. Anderen hebben bijvoorbeeld als gevolg van trombose, die in de longen kan ontstaan, extrapulmonale manifestaties van COVID-19. Sommige mensen hebben een sneller, agressiever ziektebeloop en sterven eerder dan anderen met een langzamere progressie.

Invloed op huidige en toekomstige beleid

Deze heterogeniteit van COVID-19-longziekte moet worden erkend bij de huidige behandeling van patiënten en bij de ontwikkeling van nieuwe behandelstrategieën.

Referenties: Milross L, Majo J, Cooper N, et al. Post-mortem lung tissue: the fossil record of the pathophysiology and immunopathology of severe COVID-19. Lancet Respir Med. 2021:S2213-2600(21)00408-2.

Lees meer over: