Reto nasal con humo de cigarrillo y sangre total en pacientes con enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC)

Introducción La enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) es una enfermedad respiratoria común que causa una morbilidad y mortalidad generalizadas; el Estudio de carga global de enfermedad estima que la EPOC es actualmente la sexta causa más común de muerte en todo el mundo. Décadas de fumar cigarrillos es, con mucho, el principal factor que contribuye, y esto causa una variedad de trastornos respiratorios; incluyendo bronquitis crónica, bronquiolitis obstructiva, enfisema y enfermedad vascular pulmonar. El tratamiento médico de la EPOC es en gran medida paliativo; que incluyen dejar de fumar, el uso de broncodilatadores inhalados y la oxigenoterapia a largo plazo para la insuficiencia respiratoria. Recientemente, se ha reconocido que los fumadores que desarrollan EPOC presentan una amplificación de la inflamación en comparación con los "fumadores sanos", y que existe la necesidad urgente de desarrollar nuevos modelos de desafío para evaluar por qué se desarrolla la EPOC en algunos fumadores empedernidos.

Modelo de Desafío Nasal con Humo de Cigarrillo La nariz es una parte accesible del sistema respiratorio, a partir de la cual es posible obtener exudados tisulares y cepillados celulares de forma no invasiva. Recientemente se ha publicado una revisión exhaustiva de la amplia experiencia en investigación clínica con estas metodologías nasales. También existe la idea de que los pacientes con EPOC suelen tener inflamación tanto de las vías respiratorias como de las fosas nasales, con un tipo similar de infiltrado inflamatorio en las vías respiratorias superiores e inferiores. En la EPOC, la inflamación afecta predominantemente a los neutrófilos y los macrófagos, a diferencia del aumento de mastocitos y eosinófilos característico del asma.

Durante mucho tiempo se ha reconocido que existe una fuerte relación funcional e inmunológica entre la nariz y los bronquios, especialmente en términos de leucocitos infiltrantes y mediadores inflamatorios cuando se compara la rinitis alérgica y el asma alérgica. Las vías respiratorias superiores e inferiores tienen epitelio respiratorio relacionado y respuestas similares al desafío con alérgenos.

Se ha demostrado que la mucosa nasal y bronquial de los fumadores con EPOC está infiltrada con linfocitos T CD8+ y neutrófilos. Esto corresponde a la presencia de síntomas nasales durante las exacerbaciones de la EPOC, y los niveles nasales y de esputo de IL-8 están correlacionados en la EPOC.

Para tomar muestras de exudados nasales en busca de mediadores inflamatorios alérgicos, los métodos clásicos de lavado nasal son los descritos por Naclerio et al., el método de la piscina nasal de Greiff et al. y el uso de un catéter de Foley por Grünberg y colegas. El lavado se realiza con solución salina a volúmenes de entre 1 y 10 ml. Se ha comparado la repetibilidad y validez de diferentes métodos de lavado nasal.

Tommy Sim y sus colegas han desarrollado el uso de tiras de papel de filtro, que se colocan en los cornetes para absorber las secreciones nasales. El método del papel de filtro nasal tiene la ventaja de muestrear directamente las secreciones nasales que están menos diluidas y, por lo tanto, pueden captar señales de proteínas que están por debajo de los límites de detección del lavado nasal. El método de matriz o papel de filtro se ha utilizado para medir quimiocinas y citocinas después de NAC.

Las muestras de células se pueden obtener de la mucosa nasal usando pequeños cepillos de hilo dental de nailon que se giran suavemente sobre el epitelio, y luego las células adheridas se desalojan en una solución salina equilibrada. Se ha demostrado que el cepillado nasal se puede utilizar como alternativa a la biopsia nasal [24], mientras que los sobrenadantes del cepillado nasal se pueden analizar para la liberación de citoquinas [25]. Un método alternativo es emplear raspados de la mucosa nasal con una cureta de plástico (Rhinoprobe, Arlington Scientific, Utah). El cepillado y raspado nasal causa algunas molestias pero no requiere anestesia local. La biopsia nasal generalmente se realiza desde el borde inferior del cornete inferior por un especialista. Este es un procedimiento traumático que requiere anestesia local cuidadosa, pero se obtiene una muestra de epitelio mucoso con membrana basal y tejido submucoso.

La provocación nasal con alérgenos (NAC, por sus siglas en inglés) tiene un beneficio comprobado para probar una nueva terapia antiinflamatoria para la rinitis alérgica y el asma.

La NAC tiene ventajas sobre la provocación con alérgenos inhalados, ya que es más fácil reclutar sujetos, es menos invasiva y se obtienen fácilmente muestras repetidas de tejido. Se puede administrar incluso dosis únicas de terapia a un pequeño número de pacientes, y se pueden observar los efectos antiinflamatorios y clínicos en las respuestas de NAC. Usando estos métodos de desafío en la fase II del desarrollo de fármacos para el asma y la rinitis alérgica, es posible proporcionar una decisión temprana y confiable de "Continuar/No continuar" antes de embarcarse en estudios de fase III a gran escala, a largo plazo y costosos.

Esperamos desarrollar un modelo de desafío análogo para la EPOC mediante la evaluación de los efectos del desafío nasal con el humo del cigarrillo.

Un desafío importante es desarrollar diseños de farmacología clínica de fase IIa que puedan usarse para evaluar los medicamentos antiinflamatorios que se están desarrollando para la EPOC. Las respuestas epiteliales nasales e inflamatorias a la exposición al ozono han sido muy estudiadas [31-39]. De hecho, la EPOC se caracteriza por una inflamación crónica con un desequilibrio en los niveles de oxidante/antioxidante, y la inflamación sistémica puede desencadenar estrés oxidativo local inducido por el ejercicio.

Los ensayos clínicos de tres años que involucraron a miles de pacientes han encontrado que los corticosteroides inhalados no afectan la tasa acelerada de pérdida de la función pulmonar en la EPOC. Además, los ensayos de fase III en curso con inhibidores orales de la fosfodiesterasa tipo 4 (PDE4) tampoco son convincentes, a pesar de que los estudios iniciales más pequeños parecen prometedores. Claramente, existe la necesidad apremiante de desarrollar biomarcadores no invasivos y modelos de desafío clínico para su uso en estudios de farmacología clínica de fase II para permitir una evaluación confiable de los efectos de la terapia antiinflamatoria en la EPOC.

El uso de modelos de provocación nasal junto con biomarcadores sensibles y criterios de valoración clínicos quizás podría utilizarse para establecer la eficacia clínica de nuevos fármacos para la EPOC en estudios a pequeña escala. Las nuevas terapias tienen el potencial de inhibir selectivamente varios tipos de células y mediadores particulares involucrados en diversas enfermedades inflamatorias. Creemos que la provocación nasal con alérgenos tiene ventajas sobre la provocación por inhalación: seguridad, repetir el muestreo no invasivo.

En el futuro, esto asegurará que el desafío nasal desempeñe un papel cada vez mayor en la evaluación de la farmacología clínica de la terapia antiinflamatoria. Se están realizando importantes esfuerzos para desarrollar modelos de desafío nasal para imitar la inflamación que se encuentra en la EPOC, que se pueden usar en la evaluación de farmacología clínica de nuevos medicamentos antiinflamatorios.

Desafío de sangre total in vitro con humo de cigarrillo Estimularemos muestras de sangre en el laboratorio de manera in vitro con un extracto de humo de cigarrillo. El extracto de humo de cigarrillo se produce en una cabina de humos que garantiza la seguridad del personal del laboratorio. El humo del cigarrillo contiene muchos compuestos tóxicos, incluidos los radicales libres y los oxidantes. El medio acondicionado con humo de cigarrillo (CSCM) se elabora haciendo burbujear el humo de los cigarrillos encendidos a través de una solución salina tamponada, y esto se puede usar para estimular las células in vitro. Se ha demostrado que el extracto de humo de cigarrillo es citotóxico para una línea derivada de células alveolares tipo II y este efecto puede ser bloqueado por la N-acetilcisteína, un eliminador de oxidantes. {Hoshino, Mio, et al. 2001 7463 /id}. Hemos desarrollado métodos para evaluar la regulación positiva de CD11b de neutrófilos en respuesta a la estimulación con citocinas y quimiocinas. CD11b es un receptor de superficie celular en los leucocitos que se moviliza desde los depósitos intracelulares cuando se estimulan las células. El CD11b de superficie se puede medir mediante anticuerpos marcados con fluorescencia y citometría de flujo. Hemos desarrollado un método para estimular la sangre completa con CSCM que produce un aumento del 200 % en la regulación al alza de CD11b después de una incubación de 20 minutos. Este efecto aumenta aún más si se extrae plasma de la sangre completa antes de la estimulación, y el efecto puede inhibirse parcialmente por la presencia de glutatión reducido. Se ha demostrado que los pacientes con EPOC y los fumadores tienen una capacidad antioxidante disminuida en su plasma. Nuestro objetivo es comparar las respuestas de los neutrófilos a la estimulación de CSCM en sangre completa y sangre lavada donde se ha eliminado el plasma, para comparar la respuesta de los neutrófilos entre pacientes con EPOC y fumadores y los posibles efectos antioxidantes del plasma.

Descripción general de la investigación planificada

Se inscribirán en este estudio dos grupos emparejados caracterizados de fumadores con EPOC y fumadores "sanos" que no tienen enfermedad pulmonar. Cada grupo estará compuesto por 8 sujetos. Cada sujeto deberá realizar 2 visitas a la Unidad de Estudios Clínicos del NHLI de la siguiente manera:

Visita 1: Selección Durante la selección, se informará completamente a los candidatos para el estudio sobre la naturaleza del estudio y los posibles EA. Los candidatos deben leer el formulario de consentimiento y firmar el documento después de que el investigador haya respondido todas las preguntas a satisfacción del candidato. Los procedimientos adicionales pueden comenzar solo después de que se haya firmado el formulario de consentimiento. El sujeto firmará dos copias originales del formulario de consentimiento informado. El investigador conservará un formulario de consentimiento original firmado y el segundo original se le entregará al candidato para que se lo lleve a casa.

Los candidatos serán evaluados para ingresar al estudio de acuerdo con los criterios de inclusión y exclusión establecidos. Se realizarán los siguientes procedimientos para establecer la salud general y las calificaciones de cada candidato para la inscripción en el estudio:

• Obtener el consentimiento informado por escrito y firmado
• Registrar el historial de medicamentos durante los últimos 30 días Registrar el historial médico, incluido el estado de fumador
• Realizar un examen físico de corazón, pulmón y nariz.
• Prueba de embarazo para mujeres en edad fértil
• Realizar espirometría y prueba de reversibilidad.
• Revisar los criterios de inclusión y exclusión

El investigador evaluará los resultados de todos los exámenes, incluidas las pruebas de laboratorio clínico, y determinará la idoneidad de cada candidato para el estudio. Cuando el sujeto sea apto para el estudio, se tomará una muestra de sangre (10 ml) para la provocación de sangre total con humo de cigarrillo.

Visita 2: Desafío de humo nasal Cada sujeto podrá fumar al menos 5 cigarrillos entre las 9 am y las 9 pm el día antes de asistir a la unidad y en los 7 días anteriores. El día del estudio se pedirá a cada paciente que fume un solo cigarrillo pero exhalando por la nariz.

Tras este reto del cigarrillo, realizaremos los siguientes procedimientos durante un periodo de 8 horas (pre(x2), 1h, 2h, 3h, 4h,6h y 8h):

1. El lavado nasal consiste en lavar la nariz con 5ml (una cucharadita) de solución salina tibia. Esta solución se pasa suavemente desde una jeringa a través de una "oliva" hueca hasta el final de la fosa nasal izquierda. El líquido no ingresa a los senos paranasales ni pasa por la parte posterior de la nariz. Se realizarán un total de 2 lavados en cada punto de tiempo.
2. El papel de filtro nasal consta de tiras de papel de 7 mm x 30 mm que se colocan suavemente dentro del extremo de la fosa nasal derecha. Se dejan ahí hasta por 2 minutos hasta que se humedecen con las secreciones nasales.
3. Se insertará una cánula para permitir la extracción de sangre en los puntos de tiempo anteriores para el análisis sérico de citocinas y quimiocinas.
4. Prueba de embarazo solo para mujeres en edad fértil.

Como parte del estudio, se informará a los sujetos sobre los efectos nocivos del tabaquismo y se les aconsejará sobre la necesidad de dejar de fumar. A los sujetos se les ofrecerán clases de tabaquismo para ayudarlos a dejar de fumar. Se anticipa que el día del estudio se establecerá como la fecha de salida para los sujetos.