Beatmungsinduzierte Lungenschädigung in Mäusen mit Cystischer Fibrose und chronischer Pseudomonas aeruginosa Infektion

Eine chronische Lungeninfektion mit Pseudomonas aeruginosa (PA) ist ein Risikofaktor von Patienten mit Cystischer Fibrose (CF) die beatmet werden. Der Einfluss der Grunderkrankung als auch einer chronischen Infektion auf die Entstehung beatmungsinduzierter Lungenschäden (VILI) ist jedoch noch unklar.

Scnn1b-Tg-Tiere, als etabliertes CF Mausmodell, und Wildtyp (Wt) C57BL/6J-Tiere wurden intratracheal Agar-Beads mit 2x10⁶ CFUs PA (Stamm Q502) oder sterilen Kontroll-Beads instilliert. Sieben Tage nach der Infektion wurden die Tiere vier Stunden mit hohem Tidalvolumen (HVT, 34 mL/kg) beatmet, um die VILI zu induzieren, oder mit niedrigem Tidalvolumen (LVT, 9 mL/kg) als Kontrolle. Anschließend wurde die Sedierung antagonisiert, die Tiere extubiert und für 24 Stunden bei Spontanatmung belassen. Die Lungenschädigung wurde durch Messung der Lungenfunktion, der pulmonalen Permeabilität und der Rekrutierung von Entzündungszellen quantifiziert. Die Bakterienlast wurde in Lunge, Blut, Milz und Leber quantifiziert.

Eine Verschlechterung der Lungenfunktion wurde in allen Wt- und CF HVT-Tieren verglichen mit ihrer jeweiligen LVT-Kontrollgruppe beobachtet. Die Anzahl in die Lunge rekrutierter neutrophiler Granulozyten in infizierten HVT-Tieren war im Vergleich zu den entsprechenden Kontrolltieren signifikant erhöht. Infizierte HVT- oder LVT-Tiere zeigten verglichen zu scheininfizierten Tieren keine signifikante Verschlechterung der Lungenfunktion, der pulmonalen Permeabilität und keinen signifikanten Gewichtsverlust oder eine pathologische Erniedrigung der Körpertemperatur auf. Auch die Vergleiche zwischen den jeweiligen Wt- und CF-Gruppen zeigten keine signifikanten Unterschiede. Die Bakterienlast in der Lunge und den extrapulmonalen Organen der infizierten Tiere zeigte keine signifikanten Unterschiede zwischen den Gruppen.

In unserem Mausmodell einer chronischen PA-Infektion aggravierte die HVT-Beatmung die Rekrutierung neutrophiler Granulozyten, was auf eine höhere Anfälligkeit für beatmungsinduzierte Entzündung bei infizierten Tieren hindeutet. Da sich kein signifikanter Einfluss des CF-Modells zeigte, eignet sich dieses Modell eher, um potenzielle Interventionen zur Prävention von VILI bei Patienten mit chronischen PA-Infektionen zu untersuchen.

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Article published online:
18 March 2025