Détermination du pH des voies respiratoires par les niveaux d'oxyde nitrique expiré par compartiment pendant le test de tampon alcalin

Les déséquilibres du pH des voies respiratoires provoquent de nombreux changements physiologiques indésirables dans les voies respiratoires, notamment l'hyperréactivité, la toux, la bronchoconstriction, la ciliopathie, la diminution de la réponse aux bronchodilatateurs, la croissance bactérienne, le stress nitrosatif/oxydatif, l'inflammation neutrophile/éosinophile et la mort cellulaire. Le pH des voies respiratoires est connu pour être faible (acide) dans les maladies pulmonaires chroniques et aiguës. L'approche de référence pour mesurer le pH des voies respiratoires consiste à obtenir par bronchscopie le liquide de revêtement des cellules épithéliales à l'aide d'un échantillonnage au pinceau protégé. La nature coûteuse et invasive de cette approche est un obstacle à la caractérisation complète du rôle du pH des voies respiratoires dans la santé et la maladie. Dans cette étude, l'investigateur évaluera les méthodes cliniques non invasives qui peuvent être appliquées à l'aide d'équipements standard dans les laboratoires cliniques de fonction pulmonaire pour mesurer le pH des voies respiratoires.

L'équipe de l'étude a précédemment démontré que le pH du condensat respiratoire expiré (EBC) et les changements de l'oxyde nitrique expiré fractionné collecté à 50 ml/s (FeNO50) après l'inhalation d'un tampon alcalin de glycine (AGB) indiquent un pH bas des voies respiratoires. Alors que le pH EBC est la méthode la plus courante et la méthode validée pour estimer le pH des voies respiratoires, les chercheurs pensent que le changement de FeNO50 est le test le plus sensible pour le pH général des voies respiratoires. Plus précisément, ce test proposé utilise le fait que le pH du nitrite/acide nitreux (NO2-/HNO2) est légèrement inférieur à 4. L'acide nitreux dégage donc de l'oxyde nitrique (NO) lorsque le pH est inférieur à 6,5, et l'évolution du NO s'arrête lorsque le pH est supérieur à 7. Étant donné que les niveaux endogènes de NO2 dans les voies respiratoires humaines sont normalement faibles en μM, (32) la protonation du NO2 peut être utilisée comme test non invasif pour le pH des voies respiratoires. En utilisant l'équation de Henderson-Hasselbalch, l'investigateur peut utiliser ces changements de NO pour calculer le pH. L'investigateur a maintenant réalisé des études avec à la fois du tampon phosphate inhalé et de l'AGB, qui montrent toutes deux que des patients asthmatiques spécifiques présentent une chute significative du FeNO50 après l'inhalation du tampon. Bien que FeNO50 soit validé pour représenter les niveaux d'oxyde nitrique des voies respiratoires moyennes, l'échantillonnage peut être effectué à plusieurs débits et moments différents pour évaluer les niveaux d'oxyde nitrique dans différents compartiments du poumon. Cela peut permettre une mesure régionale du pH des voies respiratoires, ce qui serait utile car de nombreuses maladies des voies respiratoires sont hétérogènes et régionales. L'investigateur caractérisera davantage la plage normale de pH des voies respiratoires dans la santé et la maladie de manière compartimentée dans les voies respiratoires et, dans des études ultérieures, évaluera les effets d'une modification clinique du pH lorsqu'il est anormal.

Il a été récemment découvert que le pH des voies respiratoires fait partie intégrante de l'entrée des cellules des voies respiratoires et de la réplication du virus SARS-CoV-2. Plus précisément, l'une des voies par lesquelles le virus pénètre dans les cellules et se réplique est bloquée par l'alcalinisation intracellulaire. L'investigateur a donc testé pour déterminer si l'AGB provoquerait une alcalinisation intracellulaire dans des cellules épithéliales primaires des voies respiratoires humaines en culture. Ça faisait; et le médicament a été bien toléré par les cellules in vitro (comme c'est le cas in vivo).

Les enquêteurs pensent que la prochaine étape consiste à déterminer si l'AGB inhibe la réplication virale et l'entrée virale dans nos cultures épithéliales primaires des voies respiratoires humaines. Pour ce faire, l'investigateur s'associe au laboratoire de virologie BSL3 de l'Université d'Indiana. L'investigateur a acquis le virus, en a terminé les préparations et en a infecté des cultures épithéliales des voies respiratoires humaines. L'équipe de l'étude attend les résultats préliminaires des effets de l'AGB sur l'entrée et la réplication virales. Si en fait l'AGB inhibe l'entrée des cellules virales et, par conséquent, la réplication, l'investigateur a l'intention d'étendre l'IND avec la FDA, permettant un essai chez des patients à risque de détresse respiratoire associée à une maladie respiratoire COVID-2 connue. En fin de compte, les résultats de cet essai seraient proposés pour inclure : la mortalité (primaire) ; ainsi que la durée de séjour en USI et l'aire de l'indice de saturation en oxygène sous la courbe (secondaire). L'enquêteur a soumis des subventions au NIH, au DoD et à plusieurs autres agences pour ce projet.

L'étude proposée ici fournira non seulement des informations supplémentaires sur l'utilisation de l'AGB dans une population plus large, mais permettra également d'évaluer le pH des voies respiratoires chez ceux qui le reçoivent, ce qui pourrait être utilisé pour guider le traitement.