Mechanismy N-acetylcysteinem zprostředkovaných vaskulárních nežádoucích účinků

V této studii vyšetřovatelé testují následující hypotézy:

1. NAC způsobuje na dávce závislou vazodilataci spojenou s uvolňováním histaminu in vivo.
2. Během anafylaktoidních reakcí na NAC nedochází k uvolňování jiných mediátorů, o nichž je známo, že jsou spojeny s anafylaxí.
3. Paracetamol má ochrannou roli proti nežádoucím účinkům NAC.

Zkoumání těchto hypotéz u člověka je obtížné. Zatímco lokální kožní změny na intradermální NAC byly použity ke zkoumání odpovědi na dávku u pacientů, tento přístup se nehodí k podrobnému zkoumání základního mechanismu a nelze jej použít ke zkoumání účinku vysokých koncentrací paracetamolu. Navrhujeme použít alternativní dobře zavedený model, který jsme dříve používali ke zkoumání mechanismů zapojených do farmakodynamiky morfinu u člověka měřením průtoku krve předloktím a kožní reakce po intraarteriální infuzi. Navrhovaný model umožňuje podávání dávek mnohem menších, než jsou dávky používané systémově, a tím minimalizuje riziko nežádoucích systémových účinků buď NAC nebo paracetamolu. Již dříve bylo prokázáno bezpečné podávání intraarteriálního NAC (až 300 mg/min, více, než je zde zamýšleno). Lokální změny lze použít jako náhradu za systémové účinky, jak bylo popsáno dříve.

K výzkumným hypotézám použijeme strukturovaný třídílný přístup. Studie 1 a 2 se zaměří na sestavení křivky závislosti odpovědi na dávce a hledání důkazů tachyfylaxe při měření úrovně uvolňování histaminu. Přítomnost tachyfylaxe může pomoci vysvětlit, proč v klinickém prostředí může být NAC často bezpečně znovu zaveden po reakci. Ve studii 3 mají výzkumníci v úmyslu provést čtyřcestnou randomizovanou kontrolovanou zkříženou mechanistickou studii. To bude zkoumat farmakodynamický účinek NAC v přítomnosti i nepřítomnosti antagonistů histaminu (antihistaminik) a paracetamolu v nízkých a vysokých dávkách. Tato studie rovněž umožní prozkoumat možnou protektivní roli paracetamolu.

Pro všechny studie budou vyšetřovatelé přijímat zdravé dobrovolníky mužského pohlaví ve věku od 18 do 64 let. Subjekty budou nekuřáci bez souběžných léků. Jedinci s klinicky významnou komorbiditou, jako je srdeční selhání, hypertenze, hyperlipidémie, diabetes mellitus, astma, koagulopatie nebo krvácivé poruchy, budou vyloučeni. Kritéria vyloučení budou také zahrnovat osoby, které nedávno prodělaly infekční nebo zánětlivé stavy nebo nedávno darovaly krev (během posledních 3 měsíců).

Každá studie bude provedena v tiché místnosti s řízenou teplotou udržovanou na 22-24 °C se subjekty ležícími na zádech. Účastníci budou před každou studií držet půst a zdržet se kofeinu a tabáku po dobu nejméně 4 hodin a alkoholu po dobu 24 hodin.

Subjekty podstoupí kanylaci brachiální arterie v jedné paži pomocí sterilní ocelové jehly o průměru 27 drátů. Studované léky budou podávány infuzí prostřednictvím této kanyly. Krev bude odebrána jak z ramene s infuzí, tak z kontrolního ramene pomocí 17gauge žilní kanyly zavedené do každé paže v lokální anestezii.

Po 30minutové úvodní periodě bude měřen průtok krve v předloktí v 6-10minutových intervalech v ramenech s infuzí a bez infuze pomocí žilní okluzní pletysmografie s použitím mercury-in-silastic tenzometrů, jak bylo popsáno výše.

Subjekty mohou být přijaty do více než jedné studie za předpokladu, že mezi studiemi uplynul minimálně 1 týden.

Studie 1: Studie závislosti odpovědi na dávce Dostatečný počet dobrovolníků bude přijat k dokončení 8 studií za použití infuze postupně se zvyšující dávky intraarteriálního NAC (6 dávek), aby se stanovila křivka odpovědi na dávku pro arteriální vazodilataci v předloktí. Po 30minutové promývací periodě, aby se zajistil návrat do normálního stavu, se to zopakuje, aby se zjistilo, zda je odezva v průběhu času konzistentní. Studie 1 určí dávku, která se má použít ve studii 2, která způsobí maximální lokální vazodilataci na předloktí bez systémových účinků (zvýšení průtoku krve kontralaterálním předloktím, krevní tlak, srdeční frekvence, zčervenání obličeje).

Naší hypotézou je, že i když lze pozorovat zvýšení histaminu v reakci na NAC, nebude prokázána žádná změna u ostatních mediátorů běžně spojených s anafylaktickými reakcemi. Vzorky krve budou odebrány na začátku studie, na konci studie a v 10minutových intervalech během infuze zvyšující se dávky NAC, aby zahrnovala každou ze 6 podaných dávek (celkem 14 případů). Abychom maximalizovali účinnost při řešení naší hypotézy, hodláme měřit histamin a NAC v každém časovém bodě. Při každé příležitosti bude také odebrán dostatek krve pro měření dalších potenciálních zánětlivých mediátorů, včetně tryptázy, vWF, tPA, IL-6, PGD2 a PGI2.

Studie 2: Studie akutní tolerance Akutní tolerance bude zkoumána ve studii 2. Bude dokončeno osm studií s použitím konstantní infuze NAC po dobu 60 minut v dávce identifikované ve studii 1. Vazodilatace předloktí a úroveň uvolňování histaminu budou měřeny každých 10 minut. Tato studie může pomoci vysvětlit, proč v klinickém prostředí může být NAC často bezpečně znovu zaveden bez komplikací po reakci.

Vzorky krve budou odebrány na začátku studie, na konci studie a v 10minutových intervalech během infuze NAC (celkem 8 případů). Histamin a NAC budou měřeny v každém časovém bodě a krev bude uložena pro pozdější měření dalších potenciálních mediátorů, pokud je to vhodné na základě výsledků studie 1.

Studie 3: Mechanistická studie

Studie 3 je čtyřcestná randomizovaná kontrolovaná zkřížená studie pro zkoumání potenciálních mediátorů. Bude vybrán dostatek subjektů k dokončení 8 studií, přičemž každý dobrovolník se zúčastní 4krát. Při každé návštěvě dostanou subjekty infuzi se zvyšující se dávkou NAC, jak je popsáno ve studii 1. Kromě toho také obdrží jeden z:

1. Současná infuze normálního fyziologického roztoku (kontrola)
2. Současná infuze antagonistů histaminu (antagonisté H1 a H2)
3. Současná infuze nízké dávky paracetamolu k dosažení lokální koncentrace < 50 mg/l
4. Současná infuze vyšší dávky paracetamolu k dosažení lokální koncentrace ~200 mg/l

Vzorky krve budou odebírány na začátku studie, na konci studie a v 10minutových intervalech během infuze přírůstkové dávky NAC, aby zahrnovala každou ze 6 podaných dávek (celkem 8 případů). Ve všech časových bodech budou měřeny testy histaminu, NAC a paracetamolu. Krev bude také uložena pro pozdější analýzu ostatních mediátorů, pokud je to vhodné podle výsledků studie 1.

Léky Již dříve jsme aplikovali intraarteriální NAC bez komplikací. Za předpokladu průtoku krve předloktím 50 ml/min by se dalo očekávat, že infuze 25 mg/min dosáhne místní koncentrace ~ 500 mg/l, podobně jako maximální koncentrace dosažené během standardního 20hodinového intravenózního protokolu NAC používaného v nemocnici oddělení. Máme v úmyslu použít rozsah 6 přírůstkových dávek v 10minutových intervalech, abychom zahrnuli tuto koncentraci: 1 mg/min, 5 mg/min, 10 mg/min, 50 mg/min, 100 mg/min a 200 mg/min. Celková rychlost infuze bude udržována na 1 ml/min.

Antagonisté histaminu v současném klinickém použití dosud nebyli podáváni v intraarteriálních studiích. Máme v úmyslu použít chlorfenamin (antagonista H1) a ranitidin (antagonista H2). Intravenózní (IV) podání 10 mg chlorfenaminu vede k plazmatické koncentraci ~14 mcg/l. Podání IA 1 mcg/min by dosáhlo podobné koncentrace na předloktí. Za předpokladu, že NAC způsobuje vazodilataci se zvýšením průtoku krve v předloktí, výzkumníci navrhují podávat 5 mcg/min, aby byla zajištěna maximální blokáda H1. Podobně iv podání 50 mg ranitidinu vede k plazmatické koncentraci ~150 mcg/l. Při podávání IA 7,5 mcg/min by se dalo očekávat dosažení podobné koncentrace na předloktí. Za přítomnosti zvýšeného průtoku krve předloktím výzkumníci navrhují podávat 37,5 mcg/min.

Terapeutické IV podání 1 g paracetamolu vede k plazmatické koncentraci ~12 mg/l. K dosažení požadované koncentrace ~25 mg/l za přítomnosti krevního úderu na předloktí 50 ml/min by výzkumníci zamýšleli podat IA infuzi 1,25 mg/min. Aby se vysvětlila přítomnost zvýšeného průtoku krve předloktím, výzkumníci navrhují podávat 4 mg/min IA paracetamolu. K dosažení vyšší lokální koncentrace PA ~200 mg/l, což je koncentrace srovnatelná s potenciálně hepatotoxickými koncentracemi po předávkování PA, navrhují výzkumníci podávat PA 30 mg/min.

Kožní změny Kožní změny budou hodnoceny pomocí hodnocení erytému nebo edému na předloktí zaznamenaných pomocí Modified Draize Scale. Subjekty budou také požádány, aby subjektivně vyjádřily intenzitu jakéhokoli svědění na stupnici od 1 (žádné svědění) do 7 (intenzivní svědění).

Dostupné odborné znalosti Studie budou provedeny v klinickém výzkumném zařízení v Royal Infirmary v Edinburghu, které má rozsáhlé zkušenosti s prováděním takových studií. Většina testů bude provedena v laboratořích University of Edinburgh, které mají odborné znalosti v těchto testech. Hlavním zkoušejícím je školící se klinický toxikolog s nezbytnými dovednostmi pro provedení výzkumu.