Aquí describimos la técnica de inducción de esputo. Este protocolo también explica el proceso para realizar un conteo diferencial y recoger sobrenadante de esputo esputo y las células para su posterior análisis.
La técnica de inducción de esputo y el procesamiento es un reconocido método no invasivo que permite la recolección y análisis de las células de las vías respiratorias, que es interesante en varias enfermedades respiratorias como asma, enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), tos crónica o fibrosis pulmonar idiopática. Esta técnica es bien tolerada, segura y no invasiva, pero actualmente está limitada a servicios de investigación y centros especializados en la práctica clínica ya que es técnicamente exigente, requiere mucho tiempo y requiere personal capacitado. La tasa de éxito de inducción de esputo y análisis es alrededor del 80%.
Aquí, describimos el proceso de inducción y de laboratorio de las muestras de esputo. Esputo es inducido por la inhalación de solución salina hipertónica o isotónica con salbutamol. Para el procesamiento, utilizamos la técnica de esputo todo. Ditiotreitol (DTT) se utiliza para permitir mucolysis de las muestras de esputo. El objetivo principal de procesamiento del esputo es obtener un conteo diferencial para estudiar los tipos celulares presentes en el lumen de las vías respiratorias. Se realizaron análisis adicionales en esputo sobrenadante y las células del esputo, que pueden permitir que más investigación en procesos inflamatorios y mecanismos inmunes. Los ejemplos incluyen estudio de mediadores en el sobrenadante del esputo y realizar una amplia gama de análisis en las células del esputo como citometría de flujo, genómica o proteómica.
Por último, se presentan resultados representativos del análisis de esputo en pacientes con EPOC, controles sanos y asmáticos.
Varios métodos se utilizan para investigar la inflamación de las vías respiratorias: dirigir medidas (como biopsias bronquiales o broncoalveolares) y métodos indirectos (como evaluación de la síntoma, pruebas de la función del análisis y del pulmón muestra de sangre)1. Las técnicas directas tienen la ventaja de evaluar confiablemente la inflamación de las vías respiratorias, pero son invasiva y no viable a gran escala debido a malestar del paciente y el riesgo incurrido1. En cuanto a los métodos indirectos, correlacionan mal con la evaluación directa de la vía aérea inflamación1.
Recogida de esputo es otra forma de las células de la muestra de las vías respiratorias y permite la evaluación directa de la inflamación de las vías respiratorias. Sin embargo, producir esputo espontáneamente puede conducir a las muestras de mala calidad y no es posible para todos los pacientes2. Este tema ha sido superado mediante el uso de solución salina hipertónica nebulizada mediante ultrasonidos para inducir la producción de esputo2. Este método fue utilizado inicialmente en los pacientes infectados con el virus de inmunodeficiencia humana (VIH) para el diagnóstico de neumonía por Pneumocystis carinii neumonía3 y fue adaptado para sujetos sanos y asmáticos en 19924. Inducción de esputo es factible en pacientes más graves también mediante el uso de solución salina isotónica5. Aunque generalmente bien tolerado, la inhalación de solución salina puede causar broncoespasmo en pacientes con vías aéreas de hyperresponsive5. Por lo tanto, se recomienda administrar un agonista beta de acción corta antes el procedimiento1. Por otra parte, hemos demostrado previamente que añadir salbutamol en una solución salina en el nebulizador ultrasónico disminuyó aún más este riesgo6. Las ventajas de la inducción de esputo es que es invasiva2 y se toman las precauciones seguras cuando corresponda5.
Para el procesamiento de las muestras de esputo, dos métodos son utilizados actualmente en la literatura: la técnica de esputo todo y el enchufe de selección7. En nuestro laboratorio, se realiza la técnica de esputo todo. El objetivo principal de procesamiento del esputo es obtener un conteo diferencial para estudiar el tipo de inflamación presente en el lumen de las vías respiratorias. Sin embargo, muchos análisis adicionales también son posibles investigar procesos inflamatorios y mecanismos inmunitarios, ya sea mediante el estudio de mediadores en el sobrenadante del esputo8 o al realizar la investigación detallada de las células del esputo (p. ej. , flujo cytometry9, de las culturas de célula10, genómica10, proteómica10, inmunocitoquímica7, en situ hibridación7, etc.)
La técnica de inducción de esputo y análisis actualmente está limitada a la investigación de servicios y centros especializados en la práctica clínica ya que es técnicamente exigente, requiere mucho tiempo y requiere personal1. Inflamación de las vías respiratorias puede investigarse con este método para varias enfermedades respiratorias como asma, enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), tos crónica o fibrosis pulmonar idiopática11.
El método de esputo inducido es una herramienta útil para estudiar el compartimiento de las vías respiratorias. Hay varias aplicaciones posibles de esta técnica. En primer lugar, pueden mejorar conocimientos sobre las células inmunes y mecanismos implicados en diversas enfermedades respiratorias. Por ejemplo, esta técnica ha permitido la investigación de la inflamación de las vías respiratorias en cohortes grandes de pacientes, y se ha demostrado que aproximadamente la mitad de los pacientes asmáticos se caracterizan por un anormal de la vía aérea inflamación eosinófila15, 16 , 17, mientras que los pacientes con EPOC generalmente exhiben un neutrófilo del esputo levantado cuenta18. Esta técnica también ha contribuido a la mejor caracterización de la inflamación de las vías respiratorias en pacientes con fibrosis pulmonar idiopática y a mediadores de evidencia que pueden contribuir a esta enfermedad19. En segundo lugar, la técnica de esputo inducido puede ser útil para predecir la respuesta al tratamiento. Por ejemplo, la presencia de un porcentaje anormal de los eosinófilos del esputo ha demostrado ser un marcador predictivo de corticosteroides respuesta11,18. En asma y EPOC, adaptando la dosis de corticosteroides para normalizar el porcentaje de eosinófilos del esputo mostró ser más eficaz en la disminución del número de exacerbaciones que ajustar el tratamiento según las guías clínicas actuales11 ,20,21. En tercer lugar, análisis de esputo pueden ayudar a desarrollar terapias dirigidas. Por ejemplo, la presencia de un número anormal de neutrófilos de esputo en algunos pacientes asmáticos y EPOC ha llevado al desarrollo de tratamientos antineutrophilic11. En cuarto lugar, la técnica puede desempeñar un papel en el diagnóstico. Por ejemplo, la presencia de eosinofilia del esputo es necesaria para hacer un diagnóstico de bronquitis eosinofílica no asmáticos11.
Además de obtener un recuento diferencial de células, la técnica de inducción de esputo también permite la realización de muchos análisis adicionales, mediante el estudio de esputo sobrenadante o las células del esputo. Con esputo sobrenadante por ejemplo el análisis de mediadores8,19,22 y la evaluación de la actividad quimiotáctica de la muestra para eosinófilos22. De las células del esputo, RNA puede ser extraído y utilizado para microRNA o expresión génica análisis19,23 . Las células del esputo también pueden ser analizadas por el flujo cytometry9,23 que permite, entre otros, immunophenotyping y clasificación de las células. Además, las células del esputo pueden ser cultivadas10, y su producción del mediador puede ser medido en vitro24. Cabe destacar en este caso, el contenido del mediador es diferente de lo que puede encontrar en el esputo sobrenadante. De hecho, mediadores en el sobrenadante del esputo pueden estar influenciadas por las secreciones de las células residentes de la vía aérea y por la exudación de plasma, al contrario el esputo cultivo celular modelo24. Por último, inmunocitoquímica y en situ el hibridación puede realizarse también mediante esputo células7.
La técnica de esputo inducido tiene algunas limitaciones. La inducción debe realizarse bajo supervisión médica. También es esencial para el operador para dar instrucciones completa a los pacientes. Otras limitaciones incluyen la cooperación y la condición médica de los pacientes, se necesitan esfuerzos respiratorios. Con respecto a la viabilidad de esta técnica en niños, varios estudios han reportado que fue exitoso y seguro en niños mayores de 6 años de edad25. Datos sobre los niños de < 6 años de edad carecen de25, pero es probable que la inducción de esputo es difícil de realizar en los niños14. La técnica está actualmente restringida a servicios y centros especializados de investigación porque es técnicamente exigente, requiere mucho tiempo y requiere personal1. Otra limitación es que la técnica de inducción de esputo y análisis no siempre es exitosa, lo que significa que un cytospin legible no se obtiene siempre26. Sin embargo, la tasa de éxito suele ser alrededor 80% en diferentes cohortes de pacientes4,26,27,28,29. Por último, hay que tener cuidado al comparar a diferentes cohortes de pacientes con respecto a la coincidencia de edad, como se mostró al impacto el esputo celular cuenta30,31. Además, otros parámetros tales como los hábitos de tabaco y género tienen que ser emparejado como también puede interferir con el esputo celular cuenta29,32. Cuando no es posible que paciente, es otra manera de considerar edad, sexo o estatus de tabaquismo ajustar el análisis estadístico de estas características.
En comparación con otras técnicas que permiten recoger las células de las vías respiratorias, como las biopsias y lavados broncoalveolares, el método de esputo inducido tiene las ventajas de ser simple, bien tolerada, segura, reproducible, rentable y no invasivo. Estas ventajas permiten la técnica de esputo inducido a realizar a gran escala y en varias ocasiones con el tiempo y que sea una alternativa de elección para el muestreo de las vías respiratorias. Bronchosorption es otra técnica que permite la colección del líquido de revestimiento mucosa para evaluar vía aérea mediadores33. Si bien esta técnica (que requiere broncoscopia) es más invasiva que el esputo inducido, tiene las ventajas de evitar cualquier contaminación con saliva y la obtención de altas concentraciones de mediadores que en la de lavado broncoalveolar33.
Pasos críticos necesitan atención en el protocolo. En primer lugar, hay que tener cuidado con respecto a la concentración salina y el tiempo de inducción, porque estos dos parámetros pueden influir en los resultados y por lo tanto debe ser estandarizado34,35. En segundo lugar, la mucolysis con TDT es un paso importante del proceso. En comparación con PBS, TDT mostró mejor dispersar esputo células7, que mejora la calidad de la diapositiva de cytopsin y es esencial tener un celular reproducible cuenta2. Sin embargo, el agente mucolítico puede interferir con la medición de componentes bioquímicos.Clavar los experimentos debe entonces realizarse al medir un compuesto bioquímico nuevo36. Por último, otro paso fundamental del procedimiento es la célula contando paso, que debe realizarse por un técnico capacitado para obtener resultados fiables e interpretables.
Un método alternativo utilizando tapones de esputo (partes más densas o viscosa), en lugar del esputo todo, también es descrito en la literatura7. Ambas técnicas tienen ventajas y desventajas. La técnica de esputo todo permite más rápido procesamiento de7, pero con frecuencia está contaminada con saliva, la cual diluye la muestra y puede reducir la calidad de cytospins2,7. Con la técnica de selección de enchufe, se reduce la contaminación de saliva, lo que significa que las muestras suelen ser de mejor calidad para la dosificación de los mediadores de la fase fluida y de cytospin diapositivas7. El proceso es sin embargo más7 y enchufes seleccionados pueden no ser representante de los de toda la muestra37. También cabe señalar que no todas las muestras contienen los enchufes, que pueden ser limitante. Ambos métodos son validados y reproducibles, y actualmente hay pruebas de que el recuento diferencial de ambos estos métodos sean diferentes14,38.
En el futuro, esputo inducido podría utilizarse como una herramienta clínica para proporcionar biomarcadores para investigación, diagnóstico y tratamiento de todo tipo de enfermedades respiratorias inflamatorias.
The authors have nothing to disclose.
Este trabajo fue apoyado por el Hospital de la Universidad de Lieja (Liege de CHU). Reconocemos “Producciones de instantes” para la producción de vídeo. También reconocemos Cedric François, el paciente que apareció en la película.
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