De oorzaken van longziekten bij kinderen: de basis voor genetische, cellulaire en immunologische analyses.

Longziekten komen veel voor, zowel bij kinderen als bij volwassenen. Het meeste
onderzoek naar longziekten wordt gedaan bij volwassenen. Echter, veel
longziekten, zoals astma, COPD en cystic fibrosis hebben hun oorsprong in de
kindertijd. Deze ziekten ontstaan als gevolg van de interactie tussen erfelijke
aanleg en blootstellingen uit de omgeving, bij kinderen bij wie de longen en
het immuunsysteem nog in ontwikkeling zijn. Om deze vroege mechanismen die
leiden tot ontwikkeling van longziekten te onderzoeken is het nodig onderzoek
te doen bij kinderen, in plaats van bij volwassenen. Mechanistische, vaak
invasieve, studies bij kinderen stuiten echter op ethische bezwaren.
In het Erasmus MC - Sophia Kinderziekenhuis verrichten we jaarlijks 100-150
flexibele bronchoscopieën bij kinderen met verschillende klinische indicaties.
Deze bronchoscopieën worden verricht onder volledige narcose en meestal wordt
ook een bronchoalveolaire lavage (BAL) verricht waarbij BAL vloeistof verkregen
wordt voor verder onderzoek (kweek en analyse ontstekingscellen). Overgebleven
BAL vloeistof wordt weggegooid. Soms worden tijdens de bronchoscopie
endobronchiale biopten genomen, mn bij kinderen met ernstig astma, om te kijken
naar basaal membraan dikte en ontstekingspatroon.
Bronchiale epitheel cellen zijn uitermate belangrijke cellen in het organiseren
van de respons van de luchtwegen op allerlei stimuli en veel verschillende
respiratoire ziekte genen komen tot expressie in bronchiale epitheelcellen.
Gezien het ontstaan van vele longziekten in het vroege leven is het nodig
mechanistisch onderzoek te doen juist bij jonge kinderen. Het nasaal epitheel
is veel makkelijker te verkrijgen bij jonge kinderen dan bronchiaal epitheel.
Daarom willen we met dit onderzoek materiaal verzamelen uit de luchtwegen van
kinderen, tijdens een bronchoscopie onder narcose voor klinische redenen. Naast
het materiaal uit de lagere luchtwegen willen we nasale epitheelcellen afnemen
om te onderzoeken of nasaal epitheel een goed model is voor bronchiaal
epitheel. Daarmee zouden we in de toekomst invasieve procedures zoals
bronchoscopie kunnen vermijden.

Primaire doel van dit onderzoek is om ex-vivo modellen van bronchiale
epitheelcellen te ontwikkelen bij kinderen. Door gebruik te maken van (1)
epitheliale organoids van bronchiale of nasale epitheel cellen; en (2)
bronchiale brushings; (3) nasale brushings en (4) BAL voeistof kunnen we
epitheelcel functie bestuderen op genetisch, cellulair en immunologisch niveau.

Deze modellen zullen gevalideerd worden door vergelijking van genetische
expressie van epitheelcellen van deze 3 modellen met de gouden standaard:
bronchiale (single cell) gen expressie in endobronchiale biopten.
Epitheelcellen van bronchiale en nasale brushes zullen vergeleken worden om te
onderzoeken welke aspecten van het bronchiaal epitheel weerspiegeld worden in
het nasaal epitheel en welke niet.

Een tweede primair doel is een biobank op te richten van endobronchiale
biopten, bronchiale en nasale epitheelcellen en BAL vloeistof van kinderen met
verschillende respiratoire aandoeningen.

Dit is een observationele, cross-sectionele cohort studie bij kinderen met
diverse respiratoire aandoeningen zoals astma en wheezing, cystic fibrosis en
luchtweginfecties.

Kinderen komen in aanmerking als ze in verband met klinische redenen, tijdens
kantooruren, een bronchoscopie moeten ondergaan. We verwachten 20 kinderen per
jaar te kunnen includeren gedurende 4 jaar. Totaal aantal inclusies komt
hiermee op 80.
Het onderzoek zal plaatsvinden in het Erasmus MC - Sophia Kinderziekenhuis van
1 november 2022 tot 1 november 2026.

We zullen de volgende materialen verzamelen:
- 4 endobronchiale biopten
- 3 bronchiale brushes ( 2 voor organoid kweek, 1 voor RNA isolatie)
- 3 nasale brushes ( 2 voor organoid kweek, 1 voor RNA isolatie)
- rest BAL vloeistof
- 1 bloed sample, totaal 10 ml voor perifere bloed mononucleaire cellen.

Kinderen zullen een longfunctie-onderzoek verrichten, mits niet binnen 12 weken
voor of na bronchoscopie ivm klinische redenen reeds verricht.
Baseline data zullen verzameld worden uit het patienten dossier: symptomen,
blootstellingen (zoals rook, luchtverontreiniging, allergenen), behandeling en
medische voorgeschiedenis.

Dit onderzoek wordt uitgevoerd bij kinderen die om een klinische reden een
bronchoscopie onder volledige narcose moeten ondergaan, waarbij een
bronchoalveolaire lavage meestal standaard verricht wordt. Er is geen extra
risico of belasting voor het bewaren van overtollige BAL vloeistof.
Extra in dit onderzoek zijn de bronchusbiopten (muw kinderen met ernstig astma
waar bronchusbiopten standaard worden afgenomen), de bronchiale en nasale
brushes en de bloedafname.
Hieraan zijn de volgende risico's verbonden:
- de bronchosopie en daarmee de narcose wortd met ongeveer 10 minuten verlengd
- endobronchiale biopten hebben een verwaarloosbaar risico. er kan een kleine
bloeding optreden die altijd vanzelf stopt maar waar zn xylometazoline lokaal
voor gegeven kan worden.
- de brochiale brushes en nasale brushes geven geen extra risico
- de bloedafname kan veelal uit het infuus gehaald worden; elk kind krijgt een
infuus tijdens narcose.

De voordelen van dit onderzoek zijn dat overtollig materiaal niet weggegooid
wordt en dat door de vergelijking van nasale en bronchiale epitheelcellen
hopelijk een niet-invasief model (nasale model) ontwikkeld kan worden voor
onderzoek naar respiratoire aandoeningen bij kinderen.