Rôle des barrières dans les interactions IgG-pathogènes à la surface de la muqueuse des voies respiratoires humaines (BARRIG)

Depuis l’avènement de la technologie des anticorps monoclonaux, les anticorps thérapeutiques (Ab) se sont révélés efficaces dans le traitement de diverses maladies. Ab a radicalement changé la gestion et le traitement des maladies mortelles, allant du lymphome non hodgkinien aux sous-types d'asthme. Le succès des Ab repose sur leur haute sélectivité, leur toxicité prévisible et leurs profils pharmacologiques uniques, ce qui leur confère des avantages par rapport aux médicaments à petites molécules. En conséquence, Ab représente la classe de produits biothérapeutiques qui connaît la croissance la plus rapide, avec cinq d'entre eux parmi les médicaments les plus vendus aux États-Unis.

Les maladies respiratoires touchent des millions de personnes dans le monde ; les quatre maladies pulmonaires les plus mortelles (pneumonie, tuberculose, cancer du poumon et maladie pulmonaire obstructive chronique [MPOC]) représentent environ un décès sur cinq dans le monde en 2030, selon l'OMS. En plus de la mortalité prématurée, les maladies respiratoires ont un impact dramatique sur la société en termes d'invalidité, de coûts de santé et de perte de productivité, ce qui rend nécessaire la mise au point de nouveaux traitements. Avec plus de 100 molécules en cours d’évaluation clinique et une douzaine d’anticorps (Ab) ayant reçu une autorisation de mise sur le marché, les Ab ont une formidable opportunité de bénéficier aux patients atteints de maladies respiratoires, notamment de bronchectasie. Actuellement, les Ab sont indiqués comme stratégies alternatives ou complémentaires aux agents anti-tumoraux, anti-inflammatoires et anti-infectieux, en particulier aux antibiotiques. Le comportement des Ab dépend de leur pharmacodynamique (PD) et de leur pharmacocinétique (PK), qui dépendent en partie de leur voie d'administration. Jusqu’à présent, les Ab pour les maladies respiratoires sont principalement administrés par voie intraveineuse ou sous-cutanée, ce qui n’est pas optimal pour assurer une concentration thérapeutique du médicament actif dans les poumons tout en exposant d’autres organes au médicament.

Pour le traitement des maladies respiratoires, l’inhalation permet de cibler directement les voies respiratoires. L'inhalation vise à administrer le médicament par voie topique - sous forme d'aérosol - par le nez et/ou la bouche jusqu'à son site d'action. L'inhalation est la référence en matière d'administration de médicaments à action topique pour traiter l'asthme ou la BPCO. L'inhalation offre un meilleur indice thérapeutique pour certains médicaments, nécessite souvent une dose réduite par rapport à d'autres voies et est non invasive, améliorant ainsi l'observance du traitement et le confort du patient. Actuellement, la plupart des médicaments (topiques) inhalés sont de petites molécules appartenant à différentes classes. Les Ab sont généralement des IgG complètes, qui sont de grosses protéines hétérodimères (~ 150 kDa) qui ne diffusent pas passivement à travers les barrières cellulaires. Actuellement, la majorité des Ac destinés aux maladies respiratoires sont administrés par voie intraveineuse (i.v). L'i.v. La voie d'accès peut ne pas être optimale pour l'Ab dans le contexte d'une maladie respiratoire, puisque seule une petite fraction de l'Ab atteint les poumons/les voies respiratoires après une administration intraveineuse. injection. L'inhalation est une voie alternative attrayante et réalisable pour l'administration topique d'Ab complet dans les poumons. Les Ab délivrés par les voies respiratoires présentent des réponses thérapeutiques et sont principalement retenus dans les poumons avec une faible diffusion systémique. Dans l’ensemble, ces résultats indiquent que l’inhalation peut avoir l’avantage sur les autres voies d’administration lorsque les Ab sont destinés à agir dans les voies respiratoires.

Malgré les avantages théoriques de l’administration topique d’Ab par inhalation, peu de ces avantages se sont encore concrétisés en clinique. Actuellement, plusieurs Ab sont en développement clinique par inhalation, mais aucun n'est encore en clinique. Cette rareté met en évidence la complexité du développement d’anticorps inhalés et souligne les obstacles persistants à surmonter. Une compréhension détaillée de la pharmacologie des Ac inhalés est nécessaire pour assurer la transition réussie du développement préclinique au développement clinique. En particulier, le dépôt d’aérosols d’Ab lors de maladies respiratoires peut être modulé par des barrières biologiques, ce qui peut limiter ou empêcher l’efficacité de l’Ab aérosolisé. À l’heure actuelle, les événements qui se produisent après le dépôt d’Ab inhalé dans les voies respiratoires sont incomplètement connus et nécessitent une caractérisation plus approfondie.

La bronchectasie non mucoviscidose (NCFB) est un groupe de maladies chroniques suppurées des voies respiratoires d'étiologies multiples. Cliniquement, le NFCB se caractérise par une dilatation anormale et irréversible des bronches, une obstruction des voies respiratoires, une toux chronique et une production accrue d'expectorations. Au niveau physiopathologique, l’inflammation chronique, la colonisation bactérienne chronique des voies respiratoires et la production accrue de mucus des voies respiratoires jouent un rôle clé. Le traitement actuel de la colonisation microbienne et/ou des exacerbations aiguës du NFCB repose principalement sur des antibiotiques systémiques ou administrés par voies respiratoires à haute dose. L'azithromycine à faible dose à long terme est également souvent utilisée pour réduire l'inflammation des voies respiratoires, les symptômes et la fréquence des exacerbations aiguës. Étant donné que les antibiotiques peuvent ne pas améliorer les symptômes ou favoriser la résistance microbienne, de nouveaux traitements sont nécessaires pour améliorer l’élimination des agents pathogènes et réduire l’inflammation des voies respiratoires.

L'immunoglobuline G polyclonale inhalée (IgG) est une nouvelle approche thérapeutique pour le NCFB. Les IgG inhalées devraient avoir des effets bénéfiques sur le NCFB en raison de leur capacité à réduire la gamme d'agents pathogènes respiratoires capables d'infecter les voies respiratoires, à diminuer la charge pulmonaire des populations bactériennes existantes, à améliorer la clairance mucociliaire en restaurant les fonctions des cellules épithéliales et à diminuer l'inflammation pulmonaire. . En effet, les données précliniques ont montré une charge pathogène réduite et les dommages cellulaires associés après infection chez les rongeurs et les primates non humains. Un essai de phase 1 chez des patients NCFB et une étude de toxicologie chronique visant à permettre un essai de phase 2, incluant l'administration quotidienne et prophylactique d'IgG nébulisées pendant 6 mois chez des patients NCFB, sont actuellement en cours (NCT00322556, NCT00168025, NCT00168012, NCT00520494).

Dans le cas du NCFB, le mucus des voies respiratoires peut agir comme une barrière aux médicaments inhalés au niveau de l'interface muqueuse. Alors que le mucus normal se présente sous la forme d'une fine couche qui permet aux IgG de se diffuser efficacement vers les tissus sous-jacents, le mucus des voies respiratoires dans le NCFB est présent en quantités accrues et est anormalement épais. Une altération de la quantité, de la structure et de la fluidité du mucus au cours des bronchectasies peut ainsi limiter la pénétration des Ab inhalés et leur potentiel thérapeutique. Les patients atteints de NCFB présentent également fréquemment une colonisation bactérienne chronique des voies respiratoires et une inflammation chronique des voies respiratoires caractérisée par une activité accrue de la protéase. Ils souffrent également souvent d’exacerbations, qui sont des épisodes de symptômes accrus provoqués par des agents pathogènes (notamment P. aeruginosa et le virus de la grippe) qui nécessitent une intervention médicale, y compris souvent l’administration d’antibiotiques. Dans le contexte d’une inflammation excessive, la quantité de protéases dépasse la capacité neutralisante des inhibiteurs de protéases endogènes. Cela peut avoir un impact considérable sur le métabolisme des Ab inhalés et limiter leur efficacité. En effet, des rapports antérieurs montrent que la protéolyse des IgG médiée par l'élastase dérivée des neutrophiles entraîne une diminution des taux d'anticorps anti-P. aeruginosa phagocytose et mise à mort. En plus des enzymes endogènes (principalement les protéases à sérine [dérivées des neutrophiles] et à cystéine [cathepsine]), les agents pathogènes bactériens, comme P. aeruginosa, sécrètent également des protéases, qui peuvent dégrader les médicaments délivrés par voie respiratoire. De plus, des agents pathogènes comme P. aeruginosa induisent l'expression de mucine.

Lors d'une première étude in vitro, nous avons évalué l'effet barrière d'un mucus artificiel dont la viscosité se situe dans la gamme de celle mesurée dans le mucus issu des crachats de patients atteints de maladies respiratoires. Le CEPR a observé une altération significative de la mobilité et de la diffusion des IgG polyclonales (CSL Behring) ajoutées de manière exogène, en fonction de la viscosité de l'ASM. Il est important de noter que le CEPR a également déterminé une réduction significative de la capacité des IgG polyclonales à se lier à P. aeruginosa en présence de mucus visqueux par rapport au mucus liquide.

Objectifs de l'étude. L'objectif principal est d'évaluer l'impact du mucus dérivé des crachats de patients NCFB sur la liaison d'une IgG polyclonale à Pseudomonas aeruginosa. Les résultats obtenus avec le mucus du patient NCFB seront comparés aux résultats obtenus avec du mucus artificiel. Les objectifs secondaires sont la caractérisation 1) de la mobilité des IgG polyclonales exogènes et 2) de la stabilité du mucus provenant des crachats des patients NCFB. De plus, l'impact de la colonisation microbienne des voies respiratoires sur la pharmacodynamique des IgG sera exploré.

Conception de l'étude. Il s'agit d'une étude exploratoire, prospective, monocentrique, transversale, interventionnelle avec des risques et des contraintes minimes étude de patients atteints de bronchectasie non kystique à mucoviscidose (NCFB) suivis par le centre des maladies pulmonaires rares et le service de pneumologie du CHU de Tours (CHRU Tours). Les patients inclus dans l'étude poursuivront leur suivi habituel. La prise en charge médicale habituelle - diagnostique et/ou thérapeutique - ne sera pas modifiée par la participation à l'étude en dehors d'une étude microbiologique complémentaire des crachats dans le cadre de l'étude.

Cette étude portera sur l'analyse des propriétés biochimiques et biophysiques d'une préparation thérapeutique d'IgG polyclonales en présence d'expectorations isolées de patients NCFB, et plus spécifiquement sur la capacité des IgG à reconnaître une cible. La mobilité et la stabilité des IgG dans le mucus des voies respiratoires seront également évaluées. Afin d'associer les critères de jugement de la MP - mesurés au CEPR - avec des paramètres cliniquement pertinents, le recueil des crachats sera accompagné d'une documentation, dans le mucus et le sang, d'éléments microbiologiques (analyses virologiques et bactériologiques) et inflammatoires (formulation sanguine, protéine C-réactive). paramètres - mesurés au CHRU de Tours.

Les analyses dans le compartiment sang seront réalisées à partir d'un volume de sang supplémentaire prélevé lors de la visite, en respectant les limites et contre-indications (conformément à l'arrêté du 4 avril 2018 de l'article L.1121-1 du Code de santé publique). code). L'analyse des voies respiratoires sera réalisée à partir des crachats collectés auprès des patients. Un seul point d'analyse sera prévu pour chaque patient inclus dans l'étude.

Mesures des résultats. Le principal résultat est la quantification de la liaison des IgG polyclonales à Pseudomonas aeruginosa en présence de mucus provenant des crachats de patients NCFB. La liaison sera évaluée par ELISA sur cellules entières.

Les résultats seront exprimés en pourcentage de liaison par rapport à celui obtenu lorsque l'IgG polyclonale est ajoutée dans une solution saline et seront comparés à des préparations de mucus artificiel dans une gamme de viscosité similaire au mucus des voies respiratoires humaines.

Les résultats secondaires sont : (1) la mesure de la protéolyse, par Western-Blot, des IgG polyclonales exogènes ajoutées dans le mucus provenant des crachats des patients NCFB. Les résultats seront exprimés en pourcentage d'intégrité par rapport à celui obtenu lorsque l'IgG polyclonale est ajoutée dans une solution saline et seront comparés aux résultats in vitro ; (2) la mesure de la mobilité par FRAP des IgG polyclonales exogènes marquées par fluorescence ajoutées dans le mucus provenant des crachats de patients NCFB. Les résultats incluront la détermination des fractions t(1/2), mobile et immobile par rapport à celle obtenue lorsque l'IgG polyclonale est ajoutée dans une solution saline et seront comparés aux résultats in vitro. Cela se fera au CEPR. (3) impact de la colonisation microbienne des voies respiratoires sur la liaison des IgG, la protéolyse et la mobilité des Ig. Les échantillons présentant une colonisation microbienne (bactérienne, virale ou fongique) seront comparés aux échantillons non colonisés.

Sélection et recrutement de personnes adaptées à la recherche. La population étudiée comprend tous les patients d'un âge ≥ 18 ans atteints de NCFB et suivis par le centre de maladies pulmonaires rares / Service de pneumologie du CHRU Tours (la liste active comprend 181 patients atteints de NFCB idiopathique en septembre 2023). Ces patients se rendent régulièrement à la clinique, y compris une spirométrie forcée, au moins une fois par an. Dans cette étude transversale, les patients seront dépistés sur la base des dossiers médicaux du Centre des Maladies Pulmonaires Rares du CHU de Tours (CHRU Bretonneau). En particulier, les patients seront examinés pour détecter une production chronique d'expectorations. On estime qu’un tiers de tous les patients pourraient être éligibles à l’étude. Les patients éligibles se verront proposer de participer soit au moment d'une visite programmée à l'hôpital, soit par un appel téléphonique d'un assistant de recherche ou d'une infirmière de recherche. Les patients intéressés par l'étude recevront le document d'information pour plus d'informations. Lorsque les patients donneront leur consentement oral pour participer à l'étude, ils seront invités à venir pour une visite au Centre d'Investigation Clinique (CIC Inserm 1415) de l'hôpital. Les patients rencontreront ensuite un enquêteur. Pour être impliqué, un sujet doit remplir tous les critères d'inclusion et aucun critère de non-inclusion. Le consentement sera confirmé par l'enquêteur après une rencontre avec le sujet et un examen de la lettre de consentement.

Visite d'étude. A l'inclusion, le patient assistera à une visite d'un enquêteur pour enregistrer l'examen clinique et les signes vitaux, la date de la dernière exacerbation aiguë, les antécédents médicaux, le traitement et le questionnaire respiratoire de Saint George (mesure de la qualité de vie). Description des bronchectasies à partir de la dernière tomodensitométrie (TDM), gravité de l'altération de la fonction pulmonaire définie par la dernière spirométrie (VEMS) et l'indice de gravité des bronchectasies sera validé par un pneumologue senior.

Collecte de données cliniques.

A l'inclusion, le patient assistera à une visite d'un enquêteur pour enregistrer :

• Antécédents médicaux
• Traitement actuel
• Examen clinique et signes vitaux (tension artérielle, fréquence cardiaque, saturation percutanée en hémoglobine-SPO2 en respirant l'air ambiant)
• Échelle de dyspnée mMRC
• Description de la gravité de la bronchectasie à partir du dernier scanner, en utilisant le score CT radiologiquement indexé des bronchectasies (BRICS) et le nombre de lobes impliqués 19
• Gravité de l'altération du débit aérien (expiration forcée en 1 seconde-VEMS) d'après la dernière spirométrie. Le VEMS est exprimé en pourcentage de la valeur prédite à l'aide des équations de référence GLI2012.
• Date de la dernière exacerbation aiguë (définie par une augmentation des symptômes respiratoires durant > 48 h et une nouvelle prescription d'antibiotiques)
• Nombre et date des exacerbations sévères nécessitant une hospitalisation
• Nombre d'exacerbations aiguës nécessitant un traitement antibiotique au cours de l'année écoulée
• Questionnaire respiratoire de Saint George (mesure de la qualité de vie)
• Antécédents de colonisation des voies respiratoires par Pseudomonas ou d'autres bactéries

Prélèvement d’échantillons de sang et d’expectorations inhalées. Suite à la consultation médicale, 3x5 mL de sang veineux seront prélevés par une infirmière du CIC pour des analyses hématologiques et biochimiques. 1 tube sera utilisé pour l'analyse immunologique réalisée au CEPR.

Après le prélèvement sanguin, les sujets recevront un aérosol de NaCl à 0,9 % si la SPO2 tout en respirant l'air ambiant est ≥94 %, et des échantillons d'expectorations induites seront collectés. Les étapes clés de l’administration des aérosols et de la collecte des crachats sont :

• Le patient se rince la bouche avec de l'eau potable (pour réduire la contamination de l'échantillon par la salive)
• Le patient se mouche (pour réduire la contamination de l'échantillon par le mucus des voies respiratoires supérieures)
• Commencez la nébulisation de 15 mL de NaCl à 0,9 % délivrés via un nébuliseur pneumatique (6 L/min d'air).
• Pendant et immédiatement après l'aérosol de NaCl, le sujet est encouragé à expectorer dans un tube d'échantillonnage de 50 ml au moins 3 fois (5, 10, 15 minutes).

Analyse d'échantillons. Immédiatement après le prélèvement, l'échantillon de crachats sera envoyé aux services de Bactériologie, Virologie et Mycologie du CHRU Tours pour caractérisation des populations microbiennes (coloration de Gram et cultures bactériennes, coloration de Gomori-Grocott et cultures fongiques, RTPCR multiplex pour pathogènes respiratoires). L'échantillon d'expectorations restant sera ensuite envoyé au CEPR pour analyses pharmacologiques de la préparation d'IgG. Les échantillons non utilisés ou restants seront conservés au CEPR dans une collection spécifique pour des expérimentations ultérieures. Ils seront conservés pendant une durée illimitée.

Des échantillons de sang seront envoyés aux laboratoires d'hématologie et de biochimie pour la numération globulaire et les tests de protéine C-réactive. 1 tube sera utilisé pour l'analyse immunologique (phénotypage des neutrophiles, mesure des IgG totales) réalisée au CEPR.

Aucun suivi du sujet n'est prévu dans le cadre de l'étude.