Meccanismi per l'effetto dell'acetilcisteina sulla funzione renale dopo l'esposizione a materiale di contrasto radiografico

In questo studio testeremo l'ipotesi che l'acetilcisteina eserciti un effetto nefroprotettivo in RCIN mediante un meccanismo antiossidante e/o vasodilatatore renale.

Adotteremo un approccio strutturato in 4 parti, utilizzando studi incrociati controllati randomizzati per valutare l'effetto dell'acetilcisteina sulla funzione renale sia nei reni normali che in quelli malati, e quindi l'effetto del contrasto sui reni normali, con e senza trattamento con acetilcisteina. Effettueremo anche uno studio controllato randomizzato a gruppi paralleli di angiografia su pazienti con CKD con e senza trattamento con acetilcisteina. I quattro gruppi saranno studiati contemporaneamente. Secondo la decisione dell'MHRA, questo studio è uno studio di fase IV di un farmaco autorizzato piuttosto che uno studio di fase I.

Lo studio sarà eseguito contemporaneamente in quattro gruppi di partecipanti, studiando:

1. volontari sani che hanno ricevuto acetilcisteina PO, acetilcisteina IV o placebo
2. volontari con insufficienza renale cronica in stadio III che ricevono acetilcisteina PO, acetilcisteina IV o placebo
3. volontari sani che ricevono contrasto radiografico più acetilcisteina PO, acetilcisteina IV o placebo
4. pazienti con insufficienza renale cronica in stadio III sottoposti a contrasto radiografico per angiografia coronarica elettiva più acetilcisteina PO, acetilcisteina IV o placebo.

Lo studio sarà condotto presso la Wellcome Trust Clinical Research Facility presso la Royal Infirmary of Edinburgh (RIE). I volontari saranno pagati £ 120 per coprire le spese di viaggio e altre spese per ogni braccio di studio.

STUDI 1 E 2 Questi studi valuteranno l'effetto della sola acetilcisteina in volontari sani o in volontari con insufficienza renale cronica in stadio III. I volontari saranno randomizzati a un confronto a tre vie, incrociato, in doppio cieco di placebo abbinato con regimi orali ed endovenosi di acetilcisteina. L'outcome primario sarà il cambiamento dell'RBF (misurato come clearance dell'acido para-aminoippurico [PAH]). Inoltre, saranno valutati il ​​GFR (misurato come clearance dell'inulina), la funzione tubulare (escrezione frazionata di potassio e sodio), l'equilibrio ossidativo (capacità ossidativa totale, isoprostani plasmatici e urinari) e l'endotelina-1 plasmatica e urinaria. La farmacocinetica dell'acetilcisteina sarà misurata per confrontare i regimi IV e PO.

I volontari saranno randomizzati per ricevere in tre occasioni, separate da almeno due settimane, una di:

A) capsule di placebo PO, più un'infusione endovenosa di acetilcisteina in soluzione fisiologica. B) capsule di acetilcisteina PO, più un'infusione di soluzione fisiologica. C) capsule di placebo PO, più un'infusione di soluzione fisiologica.

GIUSTIFICAZIONE DELLA DOSE Attualmente non ci sono dati che guidino la scelta di un regime ottimale di acetilcisteina orale o EV. Questo studio valuterà gli effetti di una dose IV e di una dose orale di acetilcisteina (IV 200 mg/kg; PO 68,6 mg/kg) che sono molto simili a quelle attualmente utilizzate nella pratica clinica. Si prevede che la dose orale produca una concentrazione plasmatica molto inferiore alla dose endovenosa; tuttavia, si ritiene che un effetto di primo passaggio dopo la somministrazione orale possa aumentare la conversione nel fegato dell'acetilcisteina in cisteina e quindi in glutatione, aumentando l'efficacia di una dose orale. I primi studi clinici in RCIN hanno utilizzato un regime orale arbitrario a basso dosaggio di acetilcisteina - 600 mg due volte al giorno (BD) per 2 giorni, iniziando il giorno prima della somministrazione del colorante (dose totale 2,4 g, 34,3 mg/kg in un paziente di 70 kg). Studi recenti hanno utilizzato dosi totali più elevate fino a 1500 mg BD per 2 giorni (dose totale 6 g, 85,7 mg/kg in un paziente di 70 kg). Anche i regimi IV sono stati valutati poiché è stato proposto che siano efficaci se iniziati lo stesso giorno della somministrazione del colorante, piuttosto che il giorno prima. Il primo studio ha utilizzato una dose simile a quella utilizzata per il trattamento precoce dell'epatotossicità indotta da paracetamolo - 150 mg/kg in 30 minuti, quindi 50 mg/kg in 4 ore (dose totale 200 mg/kg) - e ha riportato meno nefropatia. Altri studi hanno utilizzato dosi più basse (ad es. 500 mg in 15 minuti [7,1 mg/kg in pazienti di 70 kg] o 1000 mg due volte, prima e dopo la procedura, [28,5 mg/kg in pazienti di 70 kg]) e non ha riscontrato alcun beneficio. Nel complesso, la scelta del regime di acetilcisteina per gli studi precedenti sembra essere stata basata sulla facilità e sulla pratica precedente nell'avvelenamento da paracetamolo piuttosto che sulla conoscenza degli effetti dell'acetilcisteina sul rene.

Abbiamo scelto un regime di alte dosi EV rivisto derivato dai dati farmacocinetici pubblicati dal Dr L Prescott dopo le simulazioni Monte Carlo (Dr R Thanacoody, Consultant Clinical Pharmacologist, Edinburgh Royal infirmary, non pubblicato) per 2 motivi:

1. l'RCT che ha mostrato benefici con l'acetilcisteina EV ha utilizzato un regime ad alte dosi simile a quello utilizzato per l'avvelenamento da paracetamolo (150 mg/kg in 30 minuti, quindi 50 mg/kg in 4 ore). I successivi studi negativi hanno utilizzato dosi molto più basse, suggerendo che potrebbe essere necessario somministrare acetilcisteina EV a dosi elevate.
2. l'elevata concentrazione plasmatica di picco che deriva dalla rapida infusione iniziale di acetilcisteina per l'avvelenamento da paracetamolo produce nausea in circa il 40% dei pazienti e reazioni anafilattoidi in circa il 20%. Sebbene queste reazioni siano di routine e normalmente facilmente curabili, è importante ridurre il tasso di tali reazioni nei partecipanti allo studio. Il regime rivisto fornisce una quantità simile di acetilcisteina ma la somministra in modo più uniforme nell'arco di 7 ore, producendo un picco di concentrazione di acetilcisteina inferiore e una minore probabilità di nausea e reazioni anafilattoidi (Dr R Thanacoody, non pubblicato).

La scelta del regime di acetilcisteina orale è necessariamente arbitraria. Useremo 1200 mg poiché ci sono alcune prove che è più efficace dei 600 mg più comunemente somministrati.

STUDIO 3 Questo studio valuterà l'effetto dell'acetilcisteina sulla funzione renale in volontari sani che ricevono una singola dose EV da 100 ml di Visipaque 320 (iodixanolo, equivalente a 320 mg di iodio/ml), un mezzo di contrasto radio iso-osmolare non ionico, tramite una cannula periferica. Abbiamo scelto questa dose perché 100 ml sono abitualmente utilizzati nella Royal Infirmary per l'angiografia coronarica nei pazienti con CKD (Dipartimento di Radiologia, comunicazione personale). Vengono quindi utilizzate dosi maggiori fino a 400 ml se successivamente è necessaria un'angioplastica. Tali dosi rientrano nelle dosi raccomandate nel riassunto delle caratteristiche del prodotto, Martindale e in letteratura. Il profilo di sicurezza di tali dosi negli adulti sani è eccellente; nei pazienti con insufficienza renale cronica, lo iodixanolo è sicuro almeno quanto altri agenti di contrasto.

I volontari saranno randomizzati in questo studio a un confronto a tre vie, incrociato, in doppio cieco del placebo con regimi orali ed endovenosi di acetilcisteina. Non riceveranno l'angiografia coronarica, solo il contrasto endovenoso.

Studieremo volontari sani per identificare gli effetti della NAC e del contrasto sui reni sani. Ciò fornirà dati di riferimento per l'interpretazione degli studi nei pazienti con CKD. Inoltre, mentre i pazienti sani raramente ricevono RCIN dopo la somministrazione di mezzo di contrasto, il marcatore attualmente utilizzato di RCIN (aumento della creatinina sierica) è una misura grezza della disfunzione renale, poiché la velocità di filtrazione glomerulare diminuirà solo dopo che la RBF renale è stata sostanzialmente ridotta per un periodo di tempo significativo . È probabile che nei pazienti sani si verifichino piccoli cambiamenti subclinici che aiuteranno a determinare in che modo il contrasto e la NAC influiscono sul rene.

STUDIO 4 Questo studio valuterà l'effetto dell'acetilcisteina sulla funzione renale in pazienti con insufficienza renale cronica in stadio III stabile che ricevono 100 ml di iodixanolo durante l'angiografia coronarica di routine. I pazienti reclutati non riceveranno angiografie multiple, quindi lo studio 4 non sarà un confronto crossover ma uno studio controllato randomizzato di acetilcisteina orale rispetto a acetilcisteina IV rispetto a placebo. I risultati degli studi 1-3 informeranno l'analisi e l'interpretazione di questo studio.

MISURAZIONI DELLA FUNZIONE RENALE La maggior parte dei precedenti RCT ha misurato i cambiamenti nella concentrazione di creatinina sierica piuttosto che qualsiasi misura diretta dell'insufficienza renale. La concentrazione di creatinina sierica può fornire informazioni sulla velocità di filtrazione glomerulare. Tuttavia, non è accurato poiché è influenzato dalla dieta, dall'invecchiamento e dalla massa muscolare. Inoltre, l'acetilcisteina riduce anche la stessa concentrazione di creatinina sierica, suggerendo che la minore creatinina osservata negli RCT potrebbe non riflettere effettivamente una migliore funzionalità renale. GFR è il miglior marcatore della funzione renale globale. Può essere misurato direttamente usando il metodo 51Cr-EDTA ma questa è una tecnica complicata. Useremo un metodo alternativo misurando la clearance plasmatica dell'inulina. La concentrazione sierica di cistatina C può essere un marcatore migliore di GFR rispetto alla creatinina. La cistatina C è una piccola cisteina proteasi che viene secreta a una velocità fissa da tutte le cellule nucleate e non è influenzata dalla dieta o dalla massa muscolare. In RCIN, la concentrazione sierica di cistatina raggiunge il picco e si normalizza più rapidamente della creatinina. Misureremo la cistatina C in questi pazienti per valutare se sarebbe un marcatore migliore di GFR in futuri RCT.

Le variazioni del flusso ematico renale dopo la somministrazione di acetilcisteina e/o mezzo di contrasto saranno valutate misurando la clearance plasmatica dell'IPA. L'endotelina-1 (ET-1) è un potente vasocostrittore endogeno e l'aumento dell'ET-1 urinario è stato associato allo sviluppo di RCIN. I cambiamenti nella produzione renale di ET-1 saranno misurati dopo acetilcisteina e/o mezzo di contrasto misurando le concentrazioni di ET-1 nel plasma e nelle urine e calcolando la sua escrezione frazionata. La funzione tubulare renale sarà valutata misurando l'escrezione frazionata del rene di sodio e potassio. Le riduzioni nell'escrezione frazionata di questi ioni forniranno informazioni sulla perfusione renale e sulla funzione tubulare e sono state notate in precedenza in RCIN. Misureremo anche i livelli urinari delle proteine ​​rilasciate dalle cellule tubulari danneggiate.

Dal momento che l'acetilcisteina dovrebbe alterare lo stato ossidativo, misureremo il bilancio ossidativo mediante saggi per isoprostani plasmatici e urinari, N-acetilcisteina plasmatica, glutatione delle cellule del sangue periferico e capacità antiossidante totale.

SOMMINISTRAZIONE DI ACETILCISTEINA/PLACEBO ORALE I partecipanti riceveranno 3 confezioni blister di capsule di acetilcisteina o placebo e verrà chiesto di assumere le capsule appropriate alle 08:00 e alle 20:00 del giorno prima del giorno dello studio (Giorno 1; Giorno 2 è il giorno trascorso nel CRF) . Verrà inoltre chiesto loro di bere 500 ml di acqua in più per garantire un'adeguata idratazione. Capsule rigide contenenti acetilcisteina 600 mg o placebo abbinato (lattosio PhEur 600 mg) saranno preparate da Tayside Pharmaceuticals, Dundee, e confezionate in confezioni da 8 capsule. Le capsule verranno consegnate alla farmacia ospedaliera e fornite ai partecipanti secondo l'ordine di assegnazione randomizzato.

SOMMINISTRAZIONE ENDOVENOSA DEI FARMACI L'inulina e la PAH saranno somministrate attraverso una cannula venosa da 20G inserita nell'avambraccio. L'inulina e la PAH saranno infuse a una velocità di infusione costante per tutto il periodo di studio di 8 ore. Acetilcisteina/placebo sarà somministrato attraverso una seconda cannula venosa da 20G inserita nello stesso avambraccio. Useremo la preparazione endovenosa di acetilcisteina attualmente utilizzata nella Royal Infirmary di Edimburgo (Parvolex, UCB Pharma Limited). Il placebo sarà una soluzione di cloruro di sodio per infusione. Le infusioni attive o placebo saranno preparate dalla Struttura di ricerca clinica ogni giorno dello studio secondo l'ordine di assegnazione randomizzato.

PRELIEVO DI SANGUE VENOSO I campioni di sangue saranno prelevati tramite una cannula venosa da 17G inserita nell'altro avambraccio. I campioni saranno prelevati ogni ora in 10 occasioni da -1h (inizio dell'infusione di inulina/PAH) a 8h; verranno presi un totale di 120 ml. Il sangue verrà prelevato anche alle 24h (09.00 il giorno 3) e alle 72h 09.00 il giorno 5); 24 ml alla volta.

PRELIEVO DELLE URINE Verranno prelevati campioni di urina da 40 ml dopo la minzione ogni due ore, dalle 0h alle 8h del giorno 1, e di nuovo alle 24h (09.00 del giorno 3) e 72h (09.00 del giorno 5). Ai partecipanti verrà chiesto di svuotare l'urina al risveglio nei giorni 3 e 5. Alla fine di ogni studio, le cannule venose saranno rimosse e l'emostasi confermata. Ai soggetti verranno forniti toast e una bevanda calda e osservati per 30 minuti prima di lasciare l'unità.