Remodelace dýchacích cest a rinovirus u astmatiků (ARRA)

Remodelace dýchacích cest je charakteristickým rysem astmatu a týká se strukturálních změn, které jsou přítomny v dýchacích cestách astmatických jedinců. Tyto změny jsou považovány za hlavní přispěvatel k patofyziologii epizodické dysfunkce dýchacích cest, nazývané hyperreaktivita dýchacích cest (AHR), která je charakteristickým znakem astmatu. Tradiční paradigma donedávna tvrdilo, že k remodelaci dýchacích cest dochází po mnoha letech chronického zánětu. Nedávno však studie potvrdily, že změny remodelace jsou pozorovány u dětí, v některých případech dokonce ještě před stanovením formální diagnózy astmatu. Kromě toho nyní existují robustní důkazy, které naznačují, že děti s rekurentními epizodami pískotů vyvolanými lidským rhinovirem (HRV) mají významně zvýšené riziko rozvoje následného astmatu. To nás vedlo k hypotéze, že infekce HRV hrají roli ve vývoji a následné pokračující progresi remodelace dýchacích cest. Na podporu této hypotézy o posunu paradigmatu jsme publikovali nová data, jak in vitro, tak in vivo, prokazující, že infekce HRV up-regulují produkci epiteliálních buněk dýchacích cest u několika důležitých mediátorů zapojených do procesů remodelace remodelace dýchacích cest.

Potenciálním omezením studií in vivo, které jsme dosud uvedli, je to, že se do nich zapojili zdraví účastníci výzkumu bez astmatu studovaní během přirozeně získaných infekcí HRV. Takové studie podléhají sezónní variabilitě a je obtížné je provést v dobře definovaných studijních populacích kvůli nejistotě ohledně nástupu infekce a kinetiky následných zánětlivých reakcí hostitele. Proto plánujeme provést klinickou studii fáze II, ve které budeme provádět experimentální infekce HRV u subjektů s mírným až středně těžkým astmatem a u zdravých kontrolních subjektů. To nám umožní přesně studovat kinetiku HRV-indukovaných zánětlivých a remodelačních odpovědí u dobře charakterizované kohorty astmatických subjektů a porovnat tyto výsledky s výsledky ve zdravé, neastmatické kontrolní kohortě. Primárním výsledkem studie bude určit, zda se změny v relevantních růstových faktorech remodelace dýchacích cest liší mezi zdravými kontrolami a astmatickými subjekty před infekcí HRV a po ní. Tyto růstové faktory budou hodnoceny v tekutině z bronchoalveolární laváže (BALF) a tkáních endobronchiální biopsie a budou korelovány s virovými titry v nosní laváži i BALF.

Epiteliální buňky dýchacích cest jsou primárním místem infekce HRV a jsou jediným typem buněk, ve kterých byla HRV dosud detekována během infekcí in vivo. Kromě toho existuje jednoznačný důkaz, že po experimentální nasální inokulaci HRV se virus šíří a infikuje epiteliální buňky dolních dýchacích cest, což poskytuje silné biologické zdůvodnění navrhované klinické studie. HRV se produktivně replikují pouze in vivo u lidí a vyšších primátů, a přestože se rhinoviry replikují u vyšších primátů (šimpanzi a giboni), infikovaná zvířata nevykazují příznaky. Ačkoli dvě nedávné publikace uvádějí indukci zánětu dýchacích cest po vystavení myší masivním dávkám nepurifikované HRV, tyto reakce byly přechodné s malým množstvím důkazů o trvalé virové replikaci. V důsledku toho zastáváme názor, že HRV způsobuje pouze relevantní infekce in vivo u lidí, a proto se i nadále zaměřujeme výhradně na lidské modelové systémy pro veškerou naši experimentální práci. Lepší pochopení in vivo HRV-indukovaných mediátorů remodelace dýchacích cest a mechanismů, které je regulují, by mělo rozšířit naše chápání role infekcí HRV v patogenezi remodelace dýchacích cest u astmatu.

Klinické studie zahrnující experimentální infekci dobrovolníků rhinovirem byly prováděny již více než 40 let. Challenge pooly rhinoviru pro tyto experimenty byly obecně vyrobeny a bezpečnostně testovány podle pokynů publikovaných v roce 1964 a aktualizovaných v roce 1992. Výzvy vyrobené podle těchto pokynů se zdály být bezpečné. Během tohoto 40letého období bylo v několika zemích provedeno několik studií. Dr. Proud má více než 20 let zkušeností s prováděním experimentálních protokolů infekce HRV. Za 40 let takových studií je rozumné odhadnout, že k dnešnímu dni bylo celosvětově napadeno asi 10 000 dobrovolníků a nebyly zjištěny žádné závažné komplikace, které lze připsat virové infekci. Kromě toho bylo v posledním desetiletí provedeno téměř tucet experimentálních studií infekce HRV u subjektů s mírným až středně těžkým astmatem bez závažných komplikací. I když tyto studie podstatně přispěly k našemu pochopení symptomů astmatu vyvolaných rhinoviry, stejně jako zánětlivých a antivirových odpovědí hostitele, žádná se dosud nezabývala účinky experimentální infekce HRV na ukazatele remodelace dýchacích cest.

Proto jako přirozené rozšíření našeho současného výzkumného programu a v souladu s našimi odbornými znalostmi ve výzkumu souvisejícím s HRV nyní plánujeme provést tuto experimentální studii infekce rhinoviry. Plánujeme použít pro naši navrhovanou studii schválenou Správnou výrobní praxi (GMP) HRV-39 (dar od Dr. Ronalda B. Turnera, University of Virginia) schválené US Food and Drug Administration (FDA). Použití tohoto virového kmene HRV-39 třídy GMP zajišťuje shodu s nedávnými požadavky regulačních úřadů, které počínaje rokem 2001 nařizovaly, aby přípravky HRV používané pro inokulaci lidí byly vyrobeny podle správné výrobní praxe (GMP). Tato navrhovaná klinická studie nám umožní odpovědět na základní otázky týkající se povahy, kinetiky a potenciálních mechanismů zánětlivých odpovědí horních a dolních cest dýchacích u subjektů s dobře kontrolovaným mírným až středně těžkým astmatem a u zdravých, neastmatických kontrolních subjektů; lepší pochopení těchto mechanismů může vést k novým paradigmatům v léčbě virově indukované remodelace dýchacích cest a exacerbací astmatu.