Nos jako okno na płuca: co pęcherzyki komórkowe mówią o astmie u dzieci

Kontrolowana nie znaczy wyleczona

Astma jest najczęstszą przewlekłą chorobą układu oddechowego u dzieci: choruje na nią mniej więcej co dziesiąte dziecko w wieku szkolnym. U większości objawy udaje się dobrze opanować lekami wziewnymi i wtedy astmę uznaje się za dobrze kontrolowaną. Problem w tym, że dobra kontrola objawów nie musi oznaczać wygaszenia choroby. Pod powierzchnią nadal może toczyć się przewlekły proces zapalny i przebudowa tkanek, a dostępne badania dają jedynie pośredni obraz sytuacji.

Pęcherzyki, które niosą wiadomość

Poszukiwań metody, która pomogłaby ocenić, co rzeczywiście dzieje się pod powierzchnią dobrze kontrolowanej astmy, podjęłam się na poziomie pęcherzyków zewnątrzkomórkowych. Pęcherzyki zewnątrzkomórkowe to otoczone błoną struktury uwalniane przez niemal wszystkie komórki organizmu, w tym komórki nabłonka dróg oddechowych. Ich skład białkowy odzwierciedla stan komórki w chwili ich powstawania i zmienia się pod wpływem aktywacji zapalnej lub uszkodzenia komórki. Pytanie badawcze brzmiało, czy ten sygnał można odczytać w sposób prosty i bezpieczny dla dziecka, na przykład z popłuczyn z nosa?

Jedno pytanie, trzy rodzaje materiału badawczego

Do badania zaprosiliśmy 20 dzieci w wieku szkolnym (mediana wieku 9 lat): 11 z łagodną, dobrze kontrolowaną astmą i 9 zdrowych rówieśników. Od każdego dziecka podczas jednej wizyty pobraliśmy trzy rodzaje materiału: popłuczyny z nosa, kondensaty powietrza wydychanego oraz krew. Dwie pierwsze metody nie wymagają nawet ukłucia igłą, co ma duże znaczenie w pracy z dziećmi. 
Z każdej próbki wyizolowaliśmy pęcherzyki zewnątrzkomórkowe, a ich zawartość białkową przeanalizowaliśmy jedną z najczulszych dostępnych obecnie technik spektrometrii mas. Chcieliśmy sprawdzić, które z trzech źródeł niesie najwięcej informacji o astmie i czy sygnał z pęcherzyków w ogóle odzwierciedla znaną biologię tej choroby.

Popłuczyny z nosa najbogatszym źródłem informacji

W pęcherzykach z popłuczyn nosowych zidentyfikowaliśmy kilka tysięcy różnych białek, wyraźnie więcej niż w pęcherzykach z krwi czy kondensatu wydychanego powietrza. Żadne białko różnicujące dzieci z astmą i zdrowe nie powtarzało się jednak we wszystkich trzech materiałach jednocześnie: w kondensatach wydychanego powietrza i w surowicy krwi na pierwszy plan wysuwały się zupełnie inne cząsteczki niż w popłuczynach z nosa. Popłuczyny z nosa nie stanowią więc uboższego odpowiednika krwi, lecz dzięki bliskości do miejsca choroby - odrębne i szczególnie istotne źródło informacji. Uzyskane wyniki wskazują przy tym, że jednoczesna analiza wszystkich trzech materiałów biologicznych daje pełniejszy obraz zmian molekularnych niż analiza pojedynczego materiału.

Ślad zapalenia mimo dobrze kontrolowanej choroby

Wśród białek podwyższonych w pęcherzykach z nosa u dzieci z astmą znalazły się między innymi główne białko zasadowe eozynofilów, uwalniane przez te komórki podczas reakcji alergicznej. Białka te to markery tak zwanego zapalenia typu 2, które leży u podłoża najczęstszej, alergicznej postaci tej choroby. Jedno z takich białek wykryliśmy wyłącznie u dzieci z astmą. Zaobserwowaliśmy też silną zależność: ilość głównego białka zasadowego eozynofilów w popłuczynach z nosa odpowiadała liczbie eozynofilów we krwi. Oznacza, że proste przepłukanie nosa ma szansę odzwierciedlać to, co dzieje się w całym organizmie dziecka. Jednocześnie białka typowe dla ostrego zapalenia neutrofilowego (rodzaj reakcji obronnej organizmu) były obniżone, co może częściowo odzwierciedlać działanie leków wziewnych. Sygnał ten utrzymywał się mimo leczenia przeciwzapalnego.

Uszkodzenie, którego nie widać gołym okiem 

Osobną grupę białek podwyższonych w popłuczynach stanowiły białka związane z barierą nabłonkową i naprawą uszkodzonych błon komórkowych. Ich obecność sugeruje, że nawet przy łagodnej, stabilnej astmie wciąż trwa proces przebudowy nabłonka, choć nie manifestuje się on klinicznie. Zjawisko to pozostaje niewidoczne w standardowej diagnostyce i ujawnia się dopiero w analizie molekularnej.

Potwierdzenie w niezależnej grupie prawie 700 dzieci

Ze względu na niewielką liczebność grupy badanej (20 dzieci) wyniki poddano walidacji w niezależnym zbiorze danych, obejmującym dane genetyczne blisko 700 dzieci z amerykańskiego badania kohortowego. 

Mimo że analizowano inny rodzaj materiału (aktywność genów w komórkach nabłonka nosa, nie białka w pęcherzykach), zgodność kierunku zmian między obydwoma zbiorami danych była statystycznie istotna. Co więcej, to samo białko, które w naszym badaniu było obecne wyłącznie u dzieci z astmą, okazało się też najsilniej różnicującym genem w grupie dzieci z tak zwaną astmą typu 2-zależną w badaniu amerykańskim. 

Dwa niezależne badania, oparte na różnych metodach i przeprowadzone w odległych geograficznie populacjach, wskazały na tę samą biologię leżącą u podłoża choroby.

Co to może oznaczać dla przyszłości diagnostyki astmy u dzieci

Naszym celem nie było stworzenie gotowego testu, ale sprawdzenie, czy warto iść w tym kierunku. Odpowiedź jest twierdząca: bezbolesnie pobrane popłuczyny z nosa niosą informację o zapaleniu typu 2, aktywności eozynofilów i przebudowie nabłonka jednocześnie. To cenne zwłaszcza u najmłodszych pacjentów, u których klasyczne badania czynnościowe płuc bywają trudne do przeprowadzenia. Zanim taka metoda trafi do praktyki klinicznej, potrzebne są większe badania walidacyjne. Traktuję ten projekt jako punkt wyjścia do dalszych badań, a nie gotowe narzędzie do gabinetu lekarskiego.

Sukces interdyscyplinarnego zespołu

Przeprowadzenie badania było możliwe dzięki zespołowi łączącemu kompetencje kliniczne, laboratoryjne i analityczne. Część kliniczną projektu przeprowadziliśmy w Klinice Pneumonologii i Alergologii Wieku Dziecięcego WUM, kierowanej przez prof. Marka Kulusa. W rekrutacji pacjentów i opiece nad nimi uczestniczyły dr hab. Joanna Peradzyńska i lek. Karolina Dumycz, a w rekrutacji dzieci z grupy kontrolnej pomagała lek. Natalia Stalony z Kliniki Gastroenterologii i Żywienia Dzieci i Pediatrii WUM. Zabezpieczenie próbek i opracowanie metodologii koordynowała dr hab. Anna Stelmaszczyk-Emmel. Izolacją i charakteryzacją pęcherzyków zewnątrzkomórkowych zajmowały się dr Magdalena Długołęcka i dr hab. Małgorzata Czystowska-Kuźmicz z Zakładu Biochemii WUM, a analizy spektrometrii mas wykonały mgr Bianka Świderska i dr Ewa Sitkiewicz z Instytutu Biochemii i Biofizyki Polskiej Akademii Nauk (PAN). Charakterystykę pęcherzyków zewnątrzkomórkowych metodą kriomikroskopii elektronowej (cryo-TEM) wykonano we współpracy z dr. Tomaszem Góralem z Laboratorium Kriomikroskopii i Dyfrakcji Elektronowej, Centrum Nowych Technologii Uniwersytetu Warszawskiego. W przetwarzaniu i interpretacji danych uczestniczyła prof. Mariola Dietrich z Instytutu Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie. Całością projektu opiekował się prof. Wojciech Feleszko z Kliniki Pneumonologii i Alergologii Wieku Dziecięcego WUM.

Nagroda na kongresie INSPiRED 2026

Praca opisująca te wyniki, przygotowana pod opieką naukową prof. Wojciecha Feleszki, została wyróżniona I nagrodą w konkursie Young Investigator Award podczas 4. Kongresu International Society of Pediatric Respiratory Diseases (INSPiRED) w Bolonii w czerwcu 2026 r. INSPiRED to jedyny na świecie kongres poświęcony wyłącznie chorobom układu oddechowego u dzieci. W jury konkursu zasiadał między innymi prof. Andrew Bush z Imperial College London, jeden z najbardziej uznanych na świecie specjalistów w dziedzinie pulmonologii dziecięcej.

Projekt jest finansowany w ramach grantu PRELUDIUM 20 Narodowego Centrum Nauki.