Eksplorativ klinisk undersøgelse af neutrofil aktiveringsprobe (NAP) til optisk molekylær billeddannelse i menneskelunger (NAP)

Akut lungeskade (ALI)/adult respiratory distress syndrome (ARDS) er klinisk vigtig (16 % af de mekanisk ventilerede patienter får ALI, hvoraf en tredjedel dør), men ingen farmakologisk behandling har vist sig at have signifikant indflydelse på resultatet. Dette skyldes delvist utilstrækkelig stratificering af patienter med neutrofil dominerende ALI/ARDS og manglende evne til at bestemme sygdomsaktivitet og dermed målterapi.

Molecular Imaging (MI) tilbyder en potentiel strategi til at visualisere neutrofil aktivitet in vivo in situ. FDG PET er faktisk blevet brugt til at afbilde neutrofil aktivitet, men det er ikke en modalitet ved sengekanten, og det er farligt og dyrt at flytte kritisk syge patienter til fjernscannere, og der er i øjeblikket ingen 'smarte' MI-løsninger ved sengekanten, der kan vejlede på celle-/ funktionsniveau, den diagnostiske eller terapeutiske vej hos patienter med inflammatorisk lungesygdom. På intensivafdelingen er der faktisk et specifikt behov for hurtigt at diagnosticere patienter med forværret gasudveksling, især dem med røntgenskygge (CXR). Sådanne CXR-infiltrater skyldes adskillige årsager, herunder hjertesvigt, væskeoverbelastning, sekundær lungebetændelse og ALI/ARDS. Alle kræver forskellige behandlinger, men på nuværende tidspunkt er mulighederne for at skelne mellem disse tilstande stærkt begrænsede, hvilket resulterer i empirisk 'blunderbus' antimikrobiel terapi og ikke-korrektion af den primære tilstand. Der er nu et presserende behov for hurtigt at stratificere sådanne patienter for at informere fokuseret implementering af specifikke målrettede terapier.

Aktiverede neutrofiler og deres histotoksiske produkter, især human neutrofil elastase (HNE), er blevet specifikt impliceret i patogenesen af ​​ALI/ARDS, og der er betydelig klinisk interesse for nye lægemidler på dette område. Der er dog i øjeblikket ingen måde til hurtigt at afgøre, om nye terapeutiske kandidater udøver deres forudsagte virkninger in situ i den menneskelige lunge, før de påbegynder større kliniske forsøg. En sådan løsning ville uundgåeligt fremskynde nye lægemidlers vej til klinisk anvendelse.

Den foreslåede løsning: sondebaseret konfokal laserendomikroskopi (pCLE) kombineret med direkte intra-pulmonal instillation af mikrodoser (farmakologisk inaktive og ikke-toksiske) af en meget specifik og følsom 'smartprobe' (NAP) vil påvise neutrofil aktivitet og tilstedeværelsen af aktiv HNE i lungerne hos ventilerede intensivpatienter.

pCLE selv giver sikkert højopløselige realtidsbilleder af den menneskelige lunge ved cellulær opløsning in situ. Alene giver det dog ingen funktionel eller molekylær information. Efterforskerne har derfor påbegyndt et opdagelsesprogram for at syntetisere meget følsomme smartprober, detekterbare af pCLE og specifikt rettet mod vigtige inflammatoriske hændelser. Dette giver en ny dimension af klinisk anvendelse af denne banebrydende teknologi. NAP, prototypen er nu blevet valideret in vitro og in vivo, hvor den er effektiv ved en dosis på < 10 µg og genererer et kraftigt fluorescerende signal på < 30 sek. Vores pilotundersøgelse har til formål at anvende den kombinerede nytte af pCLE og NAP hos raske frivillige og patienter med inflammatorisk lungesygdom. Undersøgelsen vil også give et prototypisk grundlag, der kan anvendes på fremtidige smartprober, ikke kun i lungen, men i ethvert organ, der er tilgængeligt for endoskopi.

Det primære endepunkt vil være en proof of concept demonstration af, at denne teknik kan bruges til at visualisere aktiverede neutrofiler over baggrundsautofluorescens. Andre endepunkter omfatter sikkerhed. Efterforskerne skal også vurdere alveolær (ved bronkoskopi) neutrofilaktivering og elastaseaktivitet hos patienter. Demonstration af aktiverede neutrofiler med pCLE på ICU forventes at føre direkte til kliniske forsøg med patienter med ALI/ARDS.