Mécanismes des effets indésirables vasculaires médiés par la N-acétylcystéine

Dans cette étude, les enquêteurs testent les hypothèses suivantes :

1. La NAC provoque une vasodilatation dose-dépendante associée à la libération d'histamine in vivo.
2. La libération d'autres médiateurs, connus pour être associés à l'anaphylaxie, ne se produit pas pendant les réactions anaphylactoïdes à la NAC.
3. Le paracétamol a un rôle protecteur contre les effets indésirables du NAC.

L'investigation de ces hypothèses chez l'homme est difficile. Alors que les modifications cutanées locales de la NAC intradermique ont été utilisées pour examiner la dose-réponse chez les patients, cette approche ne se prête pas à une enquête détaillée du mécanisme sous-jacent et ne peut pas être utilisée pour explorer l'effet de concentrations élevées de paracétamol. Nous proposons d'utiliser un modèle alternatif bien établi précédemment utilisé par nous pour étudier les mécanismes impliqués dans la pharmacodynamique de la morphine chez l'homme par la mesure du débit sanguin de l'avant-bras et de la réponse cutanée suite à une perfusion intra-artérielle. Le modèle proposé permet l'administration de doses bien inférieures à celles utilisées de manière systémique et minimise ainsi le risque d'effets systémiques indésirables de la NAC ou du paracétamol. L'administration sûre de NAC intra-artériel (jusqu'à 300 mg/min, supérieur à celui prévu ici) a déjà été démontrée. Les changements locaux peuvent être utilisés comme substitut des effets systémiques, comme décrit précédemment.

Nous adopterons une approche structurée en 3 parties pour les hypothèses de recherche. Les études 1 et 2 auront pour objectif d'établir une courbe dose-réponse et de rechercher des preuves de tachyphylaxie, tout en mesurant le niveau de libération d'histamine. La présence de tachyphylaxie peut aider à expliquer pourquoi, dans le cadre clinique, la NAC peut souvent être réintroduite en toute sécurité après une réaction. Dans l'étude 3, les chercheurs ont l'intention de mener une étude mécaniste croisée contrôlée randomisée à 4 voies. Cela examinera l'effet pharmacodynamique de la NAC en présence et en l'absence d'antagonistes de l'histamine (antihistaminiques) et de paracétamol à faible et forte dose. Cette étude permettra également d'étudier un éventuel rôle protecteur du paracétamol.

Pour toutes les études, les investigateurs recruteront des hommes volontaires en bonne santé âgés de 18 à 64 ans. Les sujets seront non-fumeurs et ne prendront aucun médicament concomitant. Les personnes présentant une comorbidité cliniquement significative telle que l'insuffisance cardiaque, l'hypertension, l'hyperlipidémie, le diabète sucré, l'asthme, la coagulopathie ou les troubles hémorragiques seront exclues. Les critères d'exclusion incluront également les personnes qui ont eu des conditions infectieuses ou inflammatoires récentes ou qui ont récemment donné du sang (au cours des 3 derniers mois).

Chaque étude sera réalisée dans une pièce calme à température contrôlée maintenue à 22-24 ° C avec des sujets allongés sur le dos. Les participants auront jeûné et se seront abstenus de caféine et de tabac pendant au moins 4 heures et d'alcool pendant 24 heures avant chaque étude.

Les sujets subiront une canulation de l'artère brachiale dans un bras avec une aiguille en acier stérile de calibre 27 standard. Les médicaments à l'étude seront perfusés via cette canule. Le sang sera prélevé à la fois du bras perfusé et du bras de contrôle via des canules veineuses de calibre 17 insérées dans chaque bras sous anesthésie locale.

Après une période d'introduction de 30 minutes, le débit sanguin de l'avant-bras sera mesuré à des intervalles de 6 à 10 minutes dans les bras infusés et non infusés par pléthysmographie d'occlusion veineuse à l'aide de jauges de contrainte au mercure dans le silastic comme décrit précédemment.

Les sujets peuvent être recrutés pour plus d'une étude à condition qu'un minimum d'une semaine se soit écoulée entre les études.

Étude 1 : Étude dose-réponse Un nombre suffisant de volontaires seront recrutés pour mener à bien 8 études utilisant une perfusion à dose croissante croissante de NAC intra-artériel (6 doses) afin de déterminer une courbe dose-réponse pour la vasodilatation artérielle dans l'avant-bras. Après une période de lavage de 30 minutes pour assurer un retour à l'état normal, cela sera répété pour déterminer si la réponse est cohérente dans le temps. L'étude 1 identifiera une dose à utiliser dans l'étude 2 qui provoque une vasodilatation locale maximale de l'avant-bras sans effets systémiques (augmentation du débit sanguin de l'avant-bras controlatéral, de la pression artérielle, de la fréquence cardiaque, des bouffées vasomotrices).

Notre hypothèse est que si une augmentation de l'histamine peut être observée en réponse à la NAC, aucun changement dans les autres médiateurs couramment associés aux réactions anaphylactiques ne sera démontré. Des échantillons de sang seront obtenus au départ, à la fin de l'étude et à des intervalles de 10 minutes pendant la perfusion de dose supplémentaire de NAC pour inclure chacune des 6 doses administrées (total 14 occasions). Pour maximiser l'efficacité dans le traitement de notre hypothèse, nous avons l'intention de mesurer l'histamine et la NAC à chaque instant. Suffisamment de sang sera également prélevé à chaque occasion pour mesurer d'autres médiateurs inflammatoires potentiels, notamment la tryptase, le vWF, le tPA, l'IL-6, la PGD2 et la PGI2.

Étude 2 : Étude de tolérance aiguë La tolérance aiguë sera étudiée dans l'étude 2. Huit études seront réalisées en utilisant une perfusion constante de NAC pendant 60 minutes à une dose identifiée dans l'étude 1. La vasodilatation de l'avant-bras et le niveau de libération d'histamine seront mesurés toutes les 10 minutes. Cette étude peut aider à expliquer pourquoi, dans le cadre clinique, la NAC peut souvent être réintroduite en toute sécurité, sans complication, à la suite d'une réaction.

Des échantillons de sang seront obtenus au départ, à la fin de l'étude et à des intervalles de 10 minutes pendant la perfusion de NAC (total 8 occasions). L'histamine et la NAC seront mesurées à chaque instant et le sang sera stocké pour une mesure ultérieure d'autres médiateurs potentiels, le cas échéant, à la suite des résultats de l'étude 1.

Etude 3 : Etude mécanistique

L'étude 3 est une étude croisée contrôlée randomisée à 4 voies pour étudier les médiateurs potentiels. Suffisamment de sujets seront recrutés pour mener à bien 8 études, chaque volontaire participant 4 fois. À chaque visite, les sujets recevront une perfusion de dose croissante de NAC comme décrit dans l'étude 1. De plus, ils recevront également l'un des éléments suivants :

1. Co-infusion de solution saline normale (témoin)
2. Co-perfusion d'antagonistes de l'histamine (antagoniste H1 et H2)
3. Co-perfusion de paracétamol à faible dose pour donner une concentration locale <50 mg/l
4. Co-infusion de dose plus élevée de paracétamol pour donner une concentration locale d'environ 200 mg/l

Des échantillons de sang seront obtenus au départ, à la fin de l'étude et à des intervalles de 10 minutes pendant la perfusion de dose supplémentaire de NAC pour inclure chacune des 6 doses administrées (total 8 occasions). Les dosages d'histamine, de NAC et de paracétamol seront mesurés à tout moment. Le sang sera également stocké pour une analyse ultérieure des autres médiateurs le cas échéant selon les résultats de l'étude 1.

Médicaments Nous avons précédemment administré de la NAC intra-artérielle sans complication. En supposant un débit sanguin de l'avant-bras de 50 ml/min, une perfusion de 25 mg/min devrait permettre d'atteindre une concentration locale d'environ 500 mg/l, similaire aux concentrations maximales atteintes lors du protocole NAC intraveineux standard de 20 heures utilisé à l'hôpital. quartiers. Nous avons l'intention d'utiliser une gamme de 6 doses incrémentielles à des intervalles de 10 min pour inclure cette concentration : 1 mg/min, 5 mg/min, 10 mg/min, 50 mg/min, 100 mg/min et 200 mg/min. Le débit de perfusion total sera maintenu à 1 ml/min.

Les antagonistes de l'histamine actuellement utilisés en clinique n'ont pas encore été administrés dans des études intra-artérielles. Nous avons l'intention d'utiliser la chlorphénamine (antagoniste H1) et la ranitidine (antagoniste H2). L'administration intraveineuse (IV) de 10 mg de chlorphénamine entraîne une concentration plasmatique d'environ 14 mcg/l. L'administration IA de 1 mcg/min permettrait d'obtenir une concentration similaire dans l'avant-bras. En supposant que la NAC provoque une vasodilatation avec une augmentation du débit sanguin de l'avant-bras, les chercheurs proposent d'administrer 5 mcg/min pour assurer un blocage H1 maximal. De même, l'administration IV de 50 mg de ranitidine entraîne une concentration plasmatique d'environ 150 mcg/l. L'administration IA de 7,5 mcg/min devrait permettre d'obtenir une concentration similaire dans l'avant-bras. En présence d'un débit sanguin accru dans l'avant-bras, les investigateurs proposent d'administrer 37,5 mcg/min.

L'administration IV thérapeutique de 1 g de paracétamol entraîne une concentration plasmatique d'environ 12 mg/l. Pour atteindre une concentration souhaitée d'environ 25 mg/l, en présence d'un coup de sang de l'avant-bras de 50 ml/min, les enquêteurs auraient l'intention d'administrer une perfusion IA de 1,25 mg/min. Pour tenir compte de la présence d'un flux sanguin accru dans l'avant-bras, les chercheurs proposent d'administrer 4 mg/min de paracétamol IA. Pour atteindre une concentration locale en PA plus élevée d'environ 200 mg/l, concentration comparable aux concentrations potentiellement hépatotoxiques suite à un surdosage en PA, les chercheurs proposent d'administrer 30 mg/min de PA.

Changements cutanés Les changements cutanés seront évalués par l'évaluation de l'érythème ou de l'œdème de l'avant-bras enregistré à l'aide de l'échelle de Draize modifiée. Les sujets seront également invités à exprimer subjectivement l'intensité de toute démangeaison sur une échelle de 1 (pas de démangeaison) à 7 (démangeaison intense).

Expertise disponible Les études seront menées dans le centre de recherche clinique de la Royal Infirmary d'Édimbourg, qui possède une vaste expérience dans la réalisation de telles études. La plupart des tests seront effectués dans les laboratoires de l'Université d'Édimbourg, qui ont une expertise dans ces tests. Le chercheur principal est un toxicologue clinicien stagiaire possédant les compétences nécessaires pour entreprendre la recherche.