A légutak pH-jának meghatározása a rekeszben kilélegzett nitrogén-monoxid-szintek alapján lúgos pufferrel történő kiterhelés alatt

A légutak pH-egyensúlytalansága számos káros fiziológiai változást okoz a légutakban, beleértve a hiperreaktivitást, köhögést, hörgőszűkületet, ciliopathiát, csökkent reakciót a hörgőtágítókra, baktériumok szaporodását, nitrozatív/oxidatív stresszt, neutrofil/eozinofil gyulladást és sejthalált. A légutak pH-ja alacsony (savas) krónikus és akut tüdőbetegségekben. A légúti pH mérésének arany standard megközelítése az, hogy a hámsejt bélésfolyadékát bronchoszkópos úton nyerjük ki védett ecsettel. Ennek a megközelítésnek a költséges és invazív jellege akadályozza a légutak pH-jának egészségben és betegségben betöltött szerepének teljes körű jellemzését. Ebben a vizsgálatban a vizsgáló olyan non-invazív klinikai módszereket értékel, amelyek a klinikai tüdőfunkciós laboratóriumokban szabványos berendezéssel elvégezhetők a légúti pH mérésére.

A kutatócsoport korábban kimutatta, hogy a kilégzett levegő kondenzátum (EBC) pH-értéke és az 50 ml/sec (FeNO50) frakcionált kilégzett nitrogén-oxid változása lúgos glicinpuffer (AGB) belélegzése után alacsony légúti pH-t jelez. Míg az EBC pH a legelterjedtebb és validált módszer a légúti pH becslésére, a kutatók úgy vélik, hogy a FeNO50 változása a legérzékenyebb teszt a légutak általános pH-értékére. Ez a javasolt teszt konkrétan azt a tényt használja ki, hogy a nitrit/nitrogénsav (NO2-/HNO2) pH-ja valamivel 4 alatt van. A salétromsav tehát nitrogén-monoxidot (NO) fejleszt, ha a pH kisebb, mint 6,5, és az NO fejlődése leáll, amikor pH 7 felett van. Mivel az emberi légúti endogén NO2-szintek általában alacsony μM, (32) a NO2 protonálása nem invazív tesztként használható a légutak pH-értékére. A Henderson-Hasselbalch egyenlet segítségével a vizsgáló felhasználhatja ezeket az NO változásait a pH kiszámításához. A kutató most tanulmányokat végzett mind az inhalált foszfátpufferrel, mind az AGB-vel, amelyek azt mutatják, hogy bizonyos asztmás betegeknél a FeNO50 jelentősen csökken a puffer inhalációját követően. Míg a FeNO50 hitelesítette a középső légutak nitrogén-monoxid-szintjét, a mintavétel többféle áramlási sebességgel és időpontban is elvégezhető a nitrogén-monoxid-szintek értékelésére a tüdő különböző részeiben. Ez lehetővé teszi a regionális légúti pH mérést, ami hasznos lenne, mivel sok légúti betegség heterogén és regionális. A vizsgáló tovább jellemzi a légutak pH-értékének normál tartományát az egészségben és a betegségeket a légutakon belül, és a további vizsgálatok során értékeli a pH klinikailag megváltoztatásának hatásait, ha az abnormális.

A közelmúltban felfedezték, hogy a légutak pH-ja a légúti sejtbe jutás és a SARS-CoV-2 vírus replikációjának szerves része. Pontosabban, az egyik útvonal, amelyen keresztül a vírus belép a sejtekbe és replikálódik, blokkolva van az intracelluláris lúgosítással. A kutató ezért azt tesztelte, hogy az AGB intracelluláris lúgosodást okoz-e a tenyésztett primer humán légúti hámsejtekben. Tette; és a gyógyszert a sejtek jól tolerálták in vitro (ahogyan az in vivo is).

A kutatók úgy vélik, hogy a következő lépés annak meghatározása, hogy az AGB gátolja-e a vírus replikációját és a vírus bejutását elsődleges humán légúti hámtenyészeteinkbe. Ennek érdekében a kutató együttműködik az Indiana Egyetem BSL3 virológiai laborjával. A nyomozó megszerezte a vírust, elkészítette belőle, és emberi légúti hámtenyészeteket fertőzött meg vele. A kutatócsoport várja az AGB vírus bejutására és replikációjára gyakorolt ​​hatásának előzetes eredményeit. Ha az AGB valójában gátolja a vírussejtek bejutását és ezáltal a replikációt, a vizsgáló az IND-t az FDA-val bővíteni kívánja, lehetővé téve a vizsgálatot olyan betegeknél, akiknél fennáll az ismert COVID-2 légúti betegséggel összefüggő légzési nehézség kockázata. Végső soron ennek a vizsgálatnak az eredményei a következőket javasolják: mortalitás (elsődleges); valamint az intenzív osztályon való tartózkodás időtartama és az oxigéntelítettségi index görbe alatti területe (másodlagos). A vizsgáló támogatást nyújtott be az NIH-nak, a DoD-nak és számos más ügynökségnek ehhez a projekthez.

Az itt javasolt tanulmány nem csak további betekintést nyújt az AGB nagyobb populációban történő használatába, hanem lehetővé teszi a légutak pH-értékének értékelését is az azt kapó betegeknél, ami felhasználható a terápia irányítására.