Studio clinico esplorativo della sonda di attivazione dei neutrofili (NAP) per l'imaging molecolare ottico nei polmoni umani (NAP)

Il danno polmonare acuto (ALI)/sindrome da distress respiratorio dell'adulto (ARDS) è clinicamente importante (il 16% dei pazienti ventilati meccanicamente acquisisce ALI, di cui un terzo muore), ma nessuna terapia farmacologica ha dimostrato di avere un impatto significativo sull'esito. Ciò è in parte dovuto all'inadeguata stratificazione dei pazienti con ALI/ARDS a predominanza dei neutrofili e all'incapacità di determinare l'attività della malattia e quindi la terapia target.

Molecular Imaging (MI) offre una potenziale strategia per visualizzare l'attività dei neutrofili in vivo in situ. In effetti, la PET con FDG è stata utilizzata per visualizzare l'attività dei neutrofili, ma non è una modalità al letto del paziente e il trasferimento di pazienti in condizioni critiche a scanner remoti è pericoloso e costoso e attualmente non esistono soluzioni MI "intelligenti" al posto letto in grado di guidare, a livello cellulare/ livello funzionale, il percorso diagnostico o terapeutico nei pazienti con malattie infiammatorie polmonari. In effetti, in terapia intensiva, vi è una specifica esigenza di diagnosticare rapidamente i pazienti con deterioramento dello scambio di gas, in particolare quelli con ombreggiatura ai raggi X del torace (CXR). Tali infiltrati CXR derivano da numerose cause tra cui insufficienza cardiaca, sovraccarico di liquidi, polmonite secondaria e ALI/ARDS. Tutti richiedono trattamenti diversi ma, al momento, le opzioni per distinguere queste condizioni sono fortemente limitate, con conseguente terapia antimicrobica empirica "archibugio" e mancata correzione della condizione primaria. Vi è ora un urgente bisogno di stratificare rapidamente tali pazienti per informare l'implementazione mirata di specifiche terapie mirate.

I neutrofili attivati ​​ei loro prodotti istotossici, in particolare l'elastasi neutrofila umana (HNE), sono stati specificatamente implicati nella patogenesi dell'ALI/ARDS e vi è un notevole interesse clinico per i nuovi farmaci in quest'area. Tuttavia, attualmente non c'è modo di determinare rapidamente se i nuovi candidati terapeutici stanno esercitando i loro effetti previsti in situ nel polmone umano prima di intraprendere importanti studi clinici. Una tale soluzione accelererebbe inevitabilmente il percorso di nuovi farmaci verso l'applicazione clinica.

La soluzione proposta: l'endomicroscopia laser confocale basata su sonda (pCLE) combinata con l'instillazione intrapolmonare diretta di microdosi (farmacologicamente inattive e non tossiche) di una "smartprobe" (NAP) altamente specifica e sensibile rileverà l'attività dei neutrofili e la presenza di HNE attivo nei polmoni di pazienti in terapia intensiva ventilati.

pCLE stesso fornisce in modo sicuro immagini ad alta risoluzione in tempo reale del polmone umano con risoluzione cellulare in situ. Da solo, tuttavia, non fornisce informazioni funzionali o molecolari. I ricercatori hanno quindi intrapreso un programma di scoperta per sintetizzare smartprobes altamente sensibili, rilevabili da pCLE e specificamente diretti contro eventi infiammatori chiave. Ciò fornisce una nuova dimensione di applicazione clinica per questa tecnologia all'avanguardia. NAP, il prototipo è stato ora convalidato in vitro e in vivo dove è efficace a una dose di < 10 µg e genera un potente segnale fluorescente in < 30 sec. Il nostro studio pilota si propone di applicare l'utilità combinata di pCLE e NAP in volontari sani e pazienti con malattia polmonare infiammatoria. Lo studio fornirà anche una base prototipica che potrà essere applicata a future smartprobe, non solo nel polmone ma in qualsiasi organo accessibile all'endoscopia.

L'endpoint primario sarà una dimostrazione del concetto che questa tecnica può essere utilizzata per visualizzare i neutrofili attivati ​​su autofluorescenza di fondo. Altri punti finali includono la sicurezza. Gli investigatori valuteranno anche l'attivazione dei neutrofili alveolari (mediante broncoscopia) e l'attività dell'elastasi nei pazienti. La dimostrazione dei neutrofili attivati ​​da pCLE in terapia intensiva dovrebbe portare direttamente a studi clinici in pazienti con ALI/ARDS.