Administration de dioxyde de carbone et élimination des déchets cérébraux (COPETBI)
Mécanismes sous-jacents à l'efflux protéique induit par le dioxyde de carbone dans la santé et les traumatismes crâniens
Les chercheurs pensent que cela serait un indicateur indirect d'une élimination plus efficace des déchets par le cerveau.
L'étude actuelle utilisera un plan contrebalancé, dans lequel des individus avec et sans antécédents de traumatisme crânien (TCC) recevront différents niveaux de CO2 (modifications ciblées d'environ 5 ou 10 mmHg de CO2 télé-expiratoire) à environ une semaine d'intervalle.
Le plan contrebalancé signifie que chaque participant reçoit une dose unique de CO2 à chaque visite, et différentes doses de CO2 à chaque visite.
L'ordre dans lequel les participants reçoivent la dose est randomisé, et le participant ne sera pas informé de la dose.
Aperçu de l'étude
Statut
Les conditions
Intervention / Traitement
Description détaillée
L'altération de l'élimination des déchets métaboliques et des débris cellulaires est une caractéristique du TBI et d'autres affections neurodégénératives. L'élimination se produit principalement par les voies glymphatiques/lymphatiques, qui dépendent partiellement de l'afflux de liquide céphalo-rachidien (LCR). Le flux de LCR est maximal pendant le sommeil, lorsque les oscillations basse fréquence du volume sanguin cérébral sont les plus marquées. Les investigateurs proposent que la modification des niveaux de volume sanguin cérébral via l'administration de CO2 entraînera un flux de LCR et favorisera finalement l'élimination des déchets cérébraux. L'étude proposée est significative car elle examine si le CO2 prescrit peut améliorer l'efflux protéique (c'est-à-dire un substitut de l'élimination des déchets), et les mécanismes biologiques qui pourraient médier ce mécanisme à la fois en santé et en maladie. Le premier objectif de l'étude est donc de déterminer si l'administration de CO2, un vasodilatateur puissant, peut être prescrite pour imiter les changements globaux du volume sanguin cérébral de manière dose-dépendante. Les niveaux protéiques de base et l'efflux (c'est-à-dire le changement par rapport à la ligne de base) sont quantifiés à l'aide de plateformes protéomiques haute sensibilité. Le deuxième objectif est d'examiner comment les différences individuelles dans la fonction cérébrovasculaire et d'autres facteurs pathologiques tels que l'atrophie affectent l'efflux protéique induit par le CO2.
En utilisant un design contre-balancé (AB/BA), des individus (âgés de 18 à 82 ans) avec un TBI chronique et des individus sans antécédent de TBI (sujets sains) recevront une dose pour obtenir des changements de CO2 télé-expiratoire de 5 ou 10 mmHg. Il est important de noter que les mécanismes cérébrovasculaires proposés et les marqueurs substituts de l'élimination des déchets sont facilement quantifiables chez l'humain en utilisant l'imagerie IRM avancée et des plateformes protéomiques disponibles dans le commerce, augmentant exponentiellement leur traduction clinique.
Type d'étude
Inscription (Estimé)
Phase
- N'est pas applicable
Contacts et emplacements
Coordonnées de l'étude
- Nom: Jody Roberts, MS
- Numéro de téléphone: 505-272-5028
- E-mail: jroberts@mrn.org
Sauvegarde des contacts de l'étude
- Nom: Andrew Mayer R The Mind Research Network, PhD
- Numéro de téléphone: 505-272-0769
- E-mail: amayer@mrn.org
Lieux d'étude
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New Mexico
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Albuquerque, New Mexico, États-Unis, 87106
- Recrutement
- The Mind Research Network
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Contact:
- Jody Roberts, MS
- Numéro de téléphone: 505-272-5028
- E-mail: jroberts@mrn.org
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Chercheur principal:
- Andrew Mayer, Phd
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Critères de participation
Critère d'éligibilité
Âges éligibles pour étudier
- Adulte
- Adulte plus âgé
Accepte les volontaires sains
La description
Critères d'inclusion pour la cohorte TCC : 1) Capable de donner un consentement éclairé valide, 2) Âgé de 18 à 82 ans, 3) Antécédents de TCC de tout niveau de gravité (léger, modéré ou sévère) survenu à l'âge adulte (18 ans et plus), qui sera confirmé par une méthode d'identification semi-structurée (inclut des questions sur la perte de conscience, l'amnésie post-traumatique et la sensation d'étourdissement/confusion).
Critères d'inclusion pour la cohorte des Sujets Sains : 1) Capable de donner un consentement éclairé valide et 2) Âgé de 18 à 82 ans.
Critères d'exclusion pour la cohorte TCC : 1) Contre-indications à l'IRM, y compris la grossesse ou la claustrophobie, 2) Incapable de donner un consentement éclairé valide, incarcéré, 3) Diagnostic d'Alzheimer, de TCSMA ou de déficit cognitif léger, 4) Antécédents préexistants de troubles du spectre autistique, de déficience intellectuelle, de troubles neurologiques graves (ex. : épilepsie, tumeurs, autres conditions nécessitant une neurochirurgie) ou de troubles psychiatriques (nécessitant une hospitalisation) avant le début de la TCC, 5) Diagnostic actuel ou antérieur d'un trouble du spectre psychotique ou d'un trouble bipolaire, 6) Maladies respiratoires ou affections pulmonaires pouvant augmenter le risque des procédures de l'étude (ex. : asthme sévère, maladie pulmonaire obstructive chronique ou autres troubles respiratoires significatifs), 7) Antécédents d'arythmies cardiaques, 8) Antécédents de trouble lié à l'utilisation de substances actuel, 9) Non-maîtrise de l'anglais (selon le test de dépistage), 10) Poids inférieur à 50 kg pour le prélèvement sanguin.
Critères d'exclusion pour la cohorte des Sujets Sains : 1) Contre-indications à l'IRM, y compris la grossesse ou la claustrophobie, 2) Incapable de donner un consentement éclairé valide, incarcéré, 3) Diagnostic d'Alzheimer, de TCSMA ou de déficit cognitif léger, 4) Antécédents de troubles du développement, neurologiques ou psychiatriques nécessitant une hospitalisation, 5) Utilisation régulière de toute substance au cours des six derniers mois (c'est-à-dire, pas d'utilisation actuelle confirmée par dépistage urinaire), 6) Traumatisme crânien antérieur avec une perte de conscience de plus de 30 minutes, 7) Maladies respiratoires ou affections pulmonaires pouvant augmenter le risque des procédures de l'étude (ex. : asthme sévère, maladie pulmonaire obstructive chronique ou autres troubles respiratoires significatifs), 8) Antécédents d'arythmies cardiaques, 9) Non-maîtrise de l'anglais (selon le test de dépistage), 10) Poids inférieur à 50 kg pour le prélèvement sanguin.
Plan d'étude
Comment l'étude est-elle conçue ?
Détails de conception
- Objectif principal: Science basique
- Répartition: Randomisé
- Modèle interventionnel: Affectation croisée
- Masquage: Seul
Armes et Interventions
Groupe de participants / Bras |
Intervention / Traitement |
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Expérimental: Personnes atteintes d'un TCC
Un plan en cross-over contrebalancé (AB/BA), dans lequel des individus avec un traumatisme crânien (âgés de 18 à 82 ans) peuvent recevoir des doses pour atteindre des variations de 5 ou 10 mmHg de l'ETCO2 lors de multiples visites.
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Cette étude examine les effets de différents niveaux d'exposition au dioxyde de carbone (CO2) (variations d'environ 5 ou 10 mmHg) sur le cerveau et les protéines sanguines, en réponse à une tâche d'hypercapnie pendant que les participants subissent une IRM.
Cette séquence mélangera dynamiquement les gaz pour cibler une augmentation de 5 ou 10 mmHg de l'ETCO2 (augmentation d'environ 5 à 7 % de CO2 et diminution équivalente d'azote) tout en maintenant l'O2 constant.
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Expérimental: Sujets sains
Un protocole en cross-over contrebalancé (AB/BA), dans lequel des individus sans antécédent de TCC (sujets sains, âgés de 18 à 82 ans) peuvent recevoir des doses visant à obtenir des variations de 5 ou 10 mmHg de l'ETCO2 au cours de visites multiples.
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Cette étude examine les effets de différents niveaux d'exposition au dioxyde de carbone (CO2) (variations d'environ 5 ou 10 mmHg) sur le cerveau et les protéines sanguines, en réponse à une tâche d'hypercapnie pendant que les participants subissent une IRM.
Cette séquence mélangera dynamiquement les gaz pour cibler une augmentation de 5 ou 10 mmHg de l'ETCO2 (augmentation d'environ 5 à 7 % de CO2 et diminution équivalente d'azote) tout en maintenant l'O2 constant.
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Que mesure l'étude ?
Principaux critères de jugement
Mesure des résultats |
Description de la mesure |
Délai |
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Réactivité cérébrovasculaire (CVR), liquide cérébrospinal en vrac induit par des stimuli vasculaires (VE-bCSF)
Délai: 2,5 heures après l'intervention. Les données seront rapportées à la conclusion de l'étude pour tous les participants.
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La réactivité cérébrovasculaire (CVR) sera quantifiée en utilisant des régresseurs de dioxyde de carbone en fin d'expiration (ETCO₂) décalés dans le temps pour modéliser les changements dépendants du niveau d'oxygène dans le sang (BOLD) par imagerie par résonance magnétique fonctionnelle, capturant la relation positive décalée dans le temps entre l'ETCO₂ et le signal BOLD.
Les changements vasculaires amplifiés dans le flux de LCR global seront évalués en régressant les signaux de matière grise globale filtrés en bande passante et leurs dérivés sur le flux de LCR global pour capturer la relation négative décalée dans le temps.
Ces deux mesures sont exprimées en unités arbitraires et seront quantifiées en calculant le pourcentage de changement de signal et l'ajustement statistique entre les régresseurs.
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2,5 heures après l'intervention. Les données seront rapportées à la conclusion de l'étude pour tous les participants.
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Efflux des protéines (Mesure de substitution de l'élimination des déchets cérébraux)
Délai: Le sang sera prélevé au départ, immédiatement avant l'hypercapnie, 45 minutes après l'hypercapnie, 90 minutes après l'hypercapnie et 150 minutes après l'hypercapnie. Les données seront rapportées à la conclusion de l'étude pour tous les participants.
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L'efflux des protéines du cerveau vers le sang sera mesuré à l'aide de la plateforme Quanterix, les principales protéines incluant la chaîne légère des neurofilaments, la tau dérivée du cerveau et la protéine gliofibrillaire acide (unités=picogramme/milligramme). Pour la chaîne légère des neurofilaments (NfL), la limite de détection (LOD) est de 0,104 pg/mL, la plage est de 0,025 à 0,276 pg/mL et la limite inférieure de quantification (LLOQ) est de 0,241 pg/mL. Pour la protéine gliofibrillaire acide (GFAP), la LOD est de 0,221 pg/mL, la plage est de 0,042 à 0,481 pg/mL et la LLOQ est de 0,467 pg/mL. Pour la tau dérivée du cerveau (BD Tau), la LOD est de 0,024 pg/mL, la plage est de 0,007 à 0,059 pg/mL et la LLOQ est de 0,053 pg/mL. Toutes les valeurs sont obtenues à partir des fiches techniques du site web de Quanterix. |
Le sang sera prélevé au départ, immédiatement avant l'hypercapnie, 45 minutes après l'hypercapnie, 90 minutes après l'hypercapnie et 150 minutes après l'hypercapnie. Les données seront rapportées à la conclusion de l'étude pour tous les participants.
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Mesures de résultats secondaires
Mesure des résultats |
Description de la mesure |
Délai |
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Symptômes
Délai: Après le premier prélèvement sanguin (c'est-à-dire, le sang prélevé au départ), 10 et 20 minutes après l'hypercapnie, ainsi qu'après le prélèvement sanguin effectué 90 minutes après l'hypercapnie. Les données seront rapportées à la conclusion de l'étude pour tous les participants.
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Les participants seront invités à évaluer 4 symptômes différents (céphalée actuelle, vertiges actuels, nausées actuelles et brouillard mental actuel) sur une échelle de Likert (échelle de 0 à 10 pour chaque symptôme) à plusieurs reprises au cours de l'étude.
Les évaluations des symptômes seront additionnées pour créer un score résumé unique pouvant varier entre 0 et 40.
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Après le premier prélèvement sanguin (c'est-à-dire, le sang prélevé au départ), 10 et 20 minutes après l'hypercapnie, ainsi qu'après le prélèvement sanguin effectué 90 minutes après l'hypercapnie. Les données seront rapportées à la conclusion de l'étude pour tous les participants.
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Collaborateurs et enquêteurs
Parrainer
Les enquêteurs
- Chercheur principal: Andrew R Mayer, Phd, Mind Research Network
Dates d'enregistrement des études
Dates principales de l'étude
Début de l'étude (Estimé)
Achèvement primaire (Estimé)
Achèvement de l'étude (Estimé)
Dates d'inscription aux études
Première soumission
Première soumission répondant aux critères de contrôle qualité
Première publication (Réel)
Mises à jour des dossiers d'étude
Dernière mise à jour publiée (Réel)
Dernière mise à jour soumise répondant aux critères de contrôle qualité
Dernière vérification
Plus d'information
Termes liés à cette étude
Termes MeSH pertinents supplémentaires
Autres numéros d'identification d'étude
- 25-415
Plan pour les données individuelles des participants (IPD)
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Informations sur les médicaments et les dispositifs, documents d'étude
Étudie un produit pharmaceutique réglementé par la FDA américaine
Étudie un produit d'appareil réglementé par la FDA américaine
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