Studio di sicurezza e fattibilità della terapia fotodinamica con blu di metilene per la sterilizzazione di cavità di ascessi nei tessuti profondi

Gli ascessi dei tessuti profondi rimangono una causa significativa di morbilità, mortalità e degenza ospedaliera nonostante il miglioramento delle tecniche chirurgiche e il crescente uso di antibiotici perioperatori. La mortalità varia dall'80 al 100% nelle raccolte non drenate e, nei pazienti con ascessi intraperitoneali, le degenze ospedaliere riportate sono state di 21-47 giorni. È stato dimostrato che lo sviluppo del drenaggio percutaneo guidato da immagini accompagnato da un trattamento antimicrobico migliora gli esiti dei pazienti e può ridurre significativamente la mortalità nelle raccolte fluide non complicate al 5% e la morbilità al 10-15%. Anche in condizioni favorevoli, l'uso di antibiotici a lungo termine aumenta il rischio di resistenza acquisita e l'incidenza di infezioni polimicrobiche, che possono limitare le opzioni future per il trattamento antibiotico. Inoltre, nel 23% dei pazienti, il drenaggio percutaneo e gli antibiotici per via endovenosa falliscono, richiedendo un drenaggio chirurgico aperto, in particolare nei pazienti con ascessi infetti da lievito o ascessi dovuti a un processo pancreatico.

La terapia fotodinamica (PDT), che esercita attività antimicrobica attraverso la generazione di specie reattive dell'ossigeno, può servire come utile aggiunta all'attuale cura standard del trattamento degli ascessi dei tessuti profondi riducendo il carico microbico dopo il drenaggio. Un recente lavoro del nostro gruppo ha dimostrato l'efficacia della terapia fotodinamica con blu di metilene (MB-PDT) contro gli organismi all'interno del fluido aspirato primario ottenuto da 32 pazienti sottoposti a drenaggio percutaneo guidato da immagini di una cavità ascessuale. Abbiamo scoperto che MB-PDT era efficace contro più classi di organismi, inclusi il lievito e quelli che mostrano resistenza ai farmaci. In questi campioni complessi, non abbiamo trovato prove di resistenza a MB-PDT. Questi risultati preclinici ottenuti con campioni raccolti dai tipi di ascessi che proponiamo di trattare forniscono una motivazione convincente per valutare la fattibilità tecnica e la sicurezza dell'avanzamento delle fibre ottiche attraverso i cateteri in una cavità ascessuale e l'esecuzione della PDT al momento del drenaggio. Questa strategia clinica offrirebbe una vasta gamma di potenziali benefici per la salute ai pazienti con ascesso dei tessuti profondi. Tra questi vantaggi vi sono la riduzione dell'intervento chirurgico, la ridotta diffusione dell'infezione, la riduzione della terapia antibiotica post-trattamento e la ridotta pressione selettiva per la resistenza agli antibiotici. In definitiva, ciò promuoverebbe un recupero precoce, accorcerebbe la degenza ospedaliera e porterebbe a una riduzione dei costi sanitari complessivi per i pazienti sottoposti a drenaggio percutaneo dell'ascesso guidato da immagini.

Il drenaggio percutaneo guidato dalle immagini viene eseguito presso l'Università di Rochester mediante TC, ultrasuoni o fluoroscopia. Viene eseguita l'imaging focalizzato, che conferma che la raccolta è suscettibile di drenaggio. Il sito è preparato e drappeggiato nel solito modo sterile. La cute sovrastante viene anestetizzata con lidocaina all'1%. Viene inserito un ago Hawkins/micropuntura e la posizione viene confermata sotto guida per immagini. L'ago viene fatto avanzare e il posizionamento all'interno della raccolta viene confermato con l'imaging. L'aspirazione con siringa del materiale dell'ascesso viene raccolta e inviata per la colorazione di Gram e la coltura. L'ago viene sostituito con un dilatatore e il filo 018 viene sostituito con un filo di Coon. Se la raccolta dell'ascesso contiene più loculazioni, l'estremità del filo del Procione verrà utilizzata per rompere le loculazioni. Il tratto viene ulteriormente dilatato con un dilatatore di transizione seguito dal posizionamento di un catetere a spirale drenante per tutti gli usi di dimensioni appropriate (8-14 French) nella raccolta del fluido. L'ascesso verrà drenato mediante aspirazione con una siringa. Il catetere sarà fissato alla pelle utilizzando seta 2-0 o stat-lock, vestito in modo appropriato e collegato a una sacca di drenaggio.

Dopo il drenaggio, la cavità verrà lavata con soluzione fisiologica sterile come da procedura di routine. Una sonda in fibra ottica sottoposta a disinfezione di alto livello verrà fatta avanzare attraverso lo stesso catetere/ago per stabilire un contatto delicato con la parete della cavità. La luce bianca a bassa intensità verrà fornita da una lampada alogena al tungsteno da una singola fibra all'interno della sonda e rilevata da altre otto fibre all'interno della sonda. Successivamente, la luce laser a bassa potenza verrà fornita da un diodo laser accoppiato in fibra per eccitare la fluorescenza blu di metilene. Analogamente, la fluorescenza emessa sarà raccolta dalle otto fibre di rilevamento contenute all'interno della sonda. Al termine di queste misurazioni, la sonda in fibra ottica verrà ritirata, pulita delicatamente con una garza sterile e riposta nel carrello della procedura. Il tempo totale richiesto per le misure di riflettanza e fluorescenza varia generalmente da 10 a 60 secondi.

Successivamente, e utilizzando lo stesso catetere, la cavità verrà quindi riempita con una soluzione sterile di blu di metilene di grado clinico diluita 10 volte rispetto alla sua concentrazione di base di 10 mg/mL. Il volume introdotto sarà abbinato al volume della cavità, che stimiamo non supererà i 270 ml. Nell'improbabile caso che l'intera dose di blu di metilene fuoriesca nella circolazione sistemica, ciò si traduce in una dose per tutto il corpo di 3,85 mg/kg per un peso tipico del paziente di 70 kg. Questo è al di sotto dell'intervallo per il quale sono stati segnalati eventi avversi per il blu di metilene.

Dopo un intervallo di incubazione di 10 minuti, la soluzione di blu di metilene verrà aspirata dalla cavità e lavata due volte con soluzione fisiologica sterile. Le misurazioni ottiche verranno quindi ripetute, come descritto sopra. Successivamente, la sonda ottica verrà delicatamente pulita con garza sterile e sigillata in un sacchetto di plastica per la futura disinfezione di alto livello. Includendo il tempo necessario per il posizionamento e l'acquisizione delle misurazioni pre e post MB, si prevede che queste misurazioni ottiche aggiungano meno di quattro minuti al tempo complessivo della procedura.

La cavità verrà quindi riempita con una soluzione sterile di Intralipid all'1% per distendere delicatamente la cavità e, attraverso un'efficiente diffusione della luce, per omogeneizzare la dose di luce alle pareti della cavità.

Una fibra ottica sterile, approvata dalla FDA, verrà avanzata al centro approssimativo della cavità dell'ascesso tramite lo stesso catetere sotto la guida dell'immagine. L'estremità prossimale della fibra è accoppiata all'uscita di un sistema laser a diodi che emette luce a 665 nm, dove il blu di metilene viene attivato in modo ottimale. La potenza del laser verrà erogata alla cavità a una velocità di fluenza costante alla parete di 10 - 20 milliWatt (mW) cm-2. La potenza del laser richiesta per ottenere il tasso di fluenza desiderato alla parete sarà calcolata e documentata su un modulo scritto nella sala procedura in base alla dimensione dell'ascesso, con una potenza laser totale nell'intervallo di 1-2 W. Il sistema laser a diodi essendo utilizzato è in grado di misurare la potenza ottica e verrà utilizzato per misurare direttamente l'uscita dalla fibra ottica prima di trattare ogni paziente. Questi tassi di fluenza rientrano in un intervallo appropriato per una terapia fotodinamica efficace, ma ben al di sotto dell'intensità alla quale si osservano modesti effetti termici nel tessuto. Immediatamente dopo l'irradiazione laser, la soluzione Intralipid verrà aspirata e la cavità verrà nuovamente lavata con soluzione fisiologica sterile.

L'escalation della fluenza sarà ottenuta incrementando sistematicamente la durata dell'esposizione al laser secondo uno schema di escalation della dose "3 + 3". In base a questo progetto, i primi tre pazienti riceveranno un'esposizione di 5 minuti di luce laser. Se non si riscontrano tossicità dose-limitanti, la durata dell'esposizione sarà aumentata di 5 minuti nel successivo gruppo di tre pazienti. Se si riscontra una tossicità dose-limitante, il gruppo di pazienti successivo riceverà la stessa durata di esposizione del gruppo precedente. Se si riscontrano due o più tossicità dose-limitanti, l'esposizione verrà ridotta di 5 minuti. Questo processo continuerà fino a quando non verrà trattato il numero massimo di pazienti o 6 pazienti verranno trattati con una dose ridotta. Al fine di evitare eccessivi aumenti della durata della procedura, la durata massima dell'esposizione al laser sarà di 30 minuti. Una tossicità dose-limitante è definita come condizione clinica ridotta, con evidenza di uno o più dei seguenti: (i) evidenza di embolia lipidica; (ii) fuoriuscita di blu di metilene durante la procedura con evidenza di reazione avversa; (iii) evidenza di imaging di rottura clinicamente significativa, indotta dalla terapia, della parete dell'ascesso e danni al tessuto circostante.

Gli antibiotici prescritti dal team primario del soggetto verranno somministrati prima della procedura e proseguiti dopo la procedura. Questi sono selezionati per garantire una copertura adeguata e tenendo conto delle allergie del soggetto. Tale somministrazione è considerata lo standard di cura e serve a ridurre il tasso di sepsi post-procedura. Al soggetto verranno anche somministrati antiemetici per via endovenosa secondo necessità prima della procedura per la nausea.

Dopo la procedura e secondo le cure di routine, verrà continuata una combinazione di antibiotici IV e PO per ridurre il tasso di sepsi post procedura. Gli antiemetici continueranno anche se necessario per ridurre i sintomi di nausea e vomito. Narcotici saranno prescritti e somministrati per controllare i sintomi del dolore.

Se il soggetto è ricoverato al momento del drenaggio, rimarrà ricoverato dopo la procedura. Se il soggetto è ambulatoriale al momento del drenaggio, sarà ricoverato in ospedale post-procedura solo se clinicamente giustificato. Il medico dello studio o il suo designato visiterà quotidianamente i soggetti ricoverati per valutare i progressi e gli eventi avversi. Il decorso clinico del soggetto sarà discusso quotidianamente con il team clinico primario. I soggetti ospedalizzati verranno dimessi in base alla risposta al drenaggio e al decorso clinico solo se gli indicatori clinici (conta dei globuli bianchi, frequenza cardiaca, pressione sanguigna e temperatura) sono stabili. Se il soggetto rimane ricoverato in ospedale a causa di problemi di salute sottostanti non correlati alla partecipazione allo studio, il medico dello studio o il suo designato continueranno le visite giornaliere fino al giorno 5 post-procedura, alla dimissione dall'ospedale o fino alla rimozione del drenaggio, a seconda di quale evento si verifichi per primo. Il PI seguirà quotidianamente tutti i soggetti non ospedalizzati per telefono fino a 7 giorni dopo la procedura.

Tutti i soggetti saranno rivisti una settimana dopo la procedura per valutare ulteriormente i progressi, gli eventi avversi e la risoluzione dell'ascesso. Secondo i protocolli e le procedure dipartimentali, se l'ascesso si è risolto al giorno 7, come evidenziato dall'uscita del catetere inferiore a 20 cc al giorno e dall'imaging limitato della cavità dell'ascesso, il catetere di drenaggio verrà rimosso. Se l'ascesso persiste oltre i 7 giorni nonostante il drenaggio, il catetere rimarrà in sede e sarà valutato nuovamente al giorno 14. Se l'ascesso persiste al giorno 7 e se clinicamente indicato, procedure aggiuntive (es. ripetere il drenaggio con un catetere di diametro maggiore). MB-PDT non verrà ripetuto. La risoluzione dell'ascesso sarà determinata dall'ecografia o dalla TAC come descritto di seguito. L'imaging al momento della rimozione del catetere è considerato uno standard di cura.

Una visita di studio al giorno 7 dopo la procedura è richiesta a tutti i soggetti. Se il catetere viene lasciato in quel momento, sarà necessaria una seconda visita al giorno 14. Se il catetere viene rimosso al giorno 7 e non ci sono eventi avversi irrisolti, la partecipazione allo studio del soggetto terminerà dopo quella visita. Se un soggetto non può tornare come programmato, la visita sarà riprogrammata a suo piacimento. Le visite a 7 e, se necessario, 14 giorni dopo la procedura servono principalmente a determinare i tempi per la rimozione del catetere e sono standard di cura dopo il drenaggio percutaneo.

Come minimo, l'emocromo con diff e la creatinina sierica saranno acquisiti prima della procedura. Le emocolture saranno ottenute come clinicamente indicato e le colture di drenaggio saranno ottenute al giorno 0. Saranno eseguiti ulteriori studi di laboratorio e di imaging se ritenuto clinicamente necessario.

Il rischio di fotosensibilità sistemica della pelle dopo l'esposizione al blu di metilene è minimo. Sulla base di studi sulla farmacocinetica del blu di metilene, è stato riscontrato che la maggior parte veniva rapidamente convertita in blu di leucometilene, che è fotodinamicamente inattivo. Negli studi clinici di MB-PDT con MB somministrato per via intratumorale, intravescicale e tramite gargarismi, non è stata segnalata fotosensibilità cutanea. I soggetti saranno monitorati per qualsiasi evidenza di reazione di fotosensibilità cutanea dopo la procedura. A causa della rapida conversione di MB in blu di leucometilene nella circolazione sistemica e della mancanza di fotosensibilità negli studi precedenti, non verranno prese precauzioni speciali per limitare l'esposizione dei soggetti alla luce dopo la procedura.

I 21 soggetti arruolati nello studio saranno seguiti fino alla scomparsa di tutti i risultati clinici post drenaggio guidato da immagini e MB-PDT. Ogni soggetto sarà valutato mediante imaging e studi di laboratorio alle visite programmate 7 giorni dopo la procedura e, se necessario, 14 giorni dopo la procedura. Si stima che questo studio richiederà circa 2 anni per essere completato.