title: Nachweis von Alpha-1-Antitrypsin in exhaliertem Atemwegskondensat
title: Detection of alpha-1-atitrypsin in exhaled breath condensate
Creators: name: Noeske, Sarah
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2011
Subjects: Exhaled breath condensate
Antitrypsin
COPD
Exhaliertes Atemwegskondensat
Obstruktive Ventilationsstörung
pH-Wert
Alpha-1-antitrypsin deficiency
Hypo-alpha-1-Antitrypsinämie
pH
Medizin, Gesundheit

description: Alpha-1-antitrypsin deficiency
      (AATD) is a genetic disorder that predisposes to chronic
      obstructive pulmonary disease (COPD) and liver cirrhosis. The
      main function of alpha-1-antitrypsin (AAT) is to protect the
      lungs against neutrophil elastase. It is difficult to measure
      the levels of AAT in different compartments of the lung.
      Bronchoscopy is still the gold standard to assess the lower
      respiratory tract and the epithelial lining fluid (ELF).
      Measurement of exhaled breath condensate (EBC) is a non
      invasive method to investigate parameters of the epithelial
      lining fluid of the lung and to detect changes in
      physiological homeostasis. It was the aim of the study to
      show that AAT is measurable with the non invasive method of
      EBC. An AAT-ELISA and AAT-Western Blot were standardized to
      detect very small amounts of AAT in EBC. AAT was also
      measurable in patients with AATD. No correlation could be
      found between AAT-serum-levels and AAT-levels in EBC. A
      further aim of this study was to compare AAT-levels in EBC of
      healthy controls (HC), patients with stable and exacerbated
      COPD as well as augmented and non-augmented patients with
      AATD. Patients with exacerbated COPD had significantly
      increased AAT-values compared to HCs and patients with stable
      COPD. Augmented patients with AATD had also significantly
      higher AAT-values in EBC compared to HCs and patients with
      stable COPD. Furthermore, non augmented AATD-patients showed
      significantly higher AAT-values compared with augmented
      AATD-patients. In a final step pH- and interleukin-8-values
      (IL-8) as markers of pulmonary inflammation were measured in
      EBC from patients with stable and exacerbated COPD, augmented
      and non augmented patients with AATD and from healthy
      controls. Patients with stable and exacerbated COPD showed
      significantly lower pH-values compared to HCs. IL-8-values in
      EBC of patients with AATD were significantly higher than in
      patients with COPD and HCs. In conclusion we found EBC
      collection is extremely simple to perform, non invasive,
      inexpensive and reproducible. Therefore, it is well-suited
      for non invasive analysis in longitudinal follow-ups and
      individual monitoring of patients with chronicle disease. It
      could be shown that AAT has an important role as
      acute-phase-protein and marker of inflammation. Especially in
      inflammatory processes of the lung it has major impact. More
      standardization work must be done to improve the method of
      EBC for future approach.
description: Der Alpha-1-Antitrypsin-Mangel
      (AAT-Mangel) ist eine genetische Erkrankung, die den Träger
      für die Entwicklung einer chronisch obstruktiven
      Lungenerkrankung (COPD) sowie einer Leberzirrhose
      prädisponiert. Die Hauptfunktion von Alpha-1-Antitrypsin
      besteht darin, das Lungengewebe gegen den Einfluss von
      Neutrophiler Elastase (NE) zu schützen. Es ist sehr
      schwierig, die Konzentration von Alpha-1-Antitrypsin in den
      verschiedenen Kompartimenten der Lunge zu bestimmen. Die
      Bronchoskopie gilt bisher als Goldstandard, um den unteren
      Atemwegstrakt und den bronchialen Flüssigkeitsfilm zu
      untersuchen. Die Gewinnung und Untersuchung von Exhaliertem
      Atemwegskondensat (EBC) stellt die Möglichkeit dar, nicht
      invasiv wichtige Inhaltsstoffe des epithelialen
      Atemwegsflüssigkeitsfilms zu beurteilen und Veränderungen der
      physiologischen Homöostase zu detektieren. Ziel dieser Arbeit
      war es zu zeigen, dass AAT nicht invasiv in EBC gemessen
      werden kann. Dazu wurde sowohl ein AAT-ELISA als auch ein
      AAT-Western Blot etabliert. Es konnte weiterhin gezeigt
      werden, dass AAT auch im EBC von Patienten mit AAT-Mangel
      nachgewiesen werden kann. Eine Korrelation der gemessenen
      AAT-Werte im EBC zu den AAT-Werten im Serum konnte jedoch
      nicht nachgewiesen werden. Als weiteres Ziel dieser Arbeit
      wurden die AAT-Konzentrationen im EBC von gesunden
      Kontrollpersonen mit den AAT-Konzentrationen im EBC von
      Patienten mit stabiler COPD, exazerbierter COPD sowie
      substituierten und nicht substituierten Patienten mit
      AAT-Mangel verglichen. Es zeigten sich signifikant höhere
      AAT-Werte im EBC von Patienten mit exazerbierter COPD
      gegenüber Patienten mit stabiler COPD und Gesunden. Auch
      substituierte Patienten mit AAT-Mangel hatten signifikant
      höhere AAT-Werte im EBC als Gesunde und Patienten mit
      stabiler COPD. Nicht substituierte Patienten mit AAT-Mangel
      zeigten signifikant höhere AAT-Werte im Vergleich zu
      substituierten Patienten mit AAT-Mangel. Als letzter Punkt
      dieser Arbeit wurde das Verhalten von pH-Wert und
      Interleukin-8 (IL-8) als Marker der pulmonalen Inflammation
      im EBC von Patienten mit stabiler und exazerbierter COPD,
      substituierten und nicht substituierten Patienten mit
      AAT-Mangel und von Gesunden untersucht. Es zeigten sich
      signifikant niedrigere pH-Werte im Exhalat von Patienten mit
      stabiler sowie exazerbierter COPD im Vergleich zu Gesunden.
      Die IL-8 Werte im EBC der Patienten mit AAT-Mangel waren
      signifikant höher als im EBC der Patienten mit COPD und der
      Gesunden. Die Ergebnisse machen deutlich, dass die Methode
      des exhalierten Atemwegskondensats eine nicht invasive,
      einfach durchzuführende und günstige Methode darstellt. Sie
      könnte besonders für eine individuelle Messung von Patienten
      mit stabilen und auch exazerbierten Krankheitsstadien
      geeignet sein. Es konnte gezeigt werden, dass AAT eine Rolle
      als Akute-Phase-Protein und Inflammationsmarker besitzt.
      Besonders bei inflammatorischen Prozessen in der Lunge kommt
      ihm eine wichtige Bedeutung zu. Bis jetzt ist jedoch noch
      nicht sicher geklärt, ob die erhöht gemessenen AAT-Werte auf
      eine lokale oder eine systemische Reaktion zurückzuführen
      sind. Für eine routinemäßige Anwendung der beschriebenen
      Methode sowohl in der Forschung als auch in der klinischen
      Praxis sind jedoch noch umfangreiche weiterführende
      Experimente und Untersuchungen notwendig.