Rimodellamento delle vie aeree e Rhinovirus negli asmatici (ARRA)

Il rimodellamento delle vie aeree è una caratteristica dell'asma e si riferisce ai cambiamenti strutturali presenti nelle vie aeree degli individui asmatici. Questi cambiamenti sono considerati un importante contributo alla fisiopatologia della disfunzione episodica delle vie aeree, definita iperreattività delle vie aeree (AHR) che è un segno distintivo dell'asma. Il paradigma tradizionale ha sostenuto, fino a poco tempo fa, che il rimodellamento delle vie aeree si verifica dopo molti anni di infiammazione cronica. Tuttavia, più recentemente, studi hanno confermato che nei bambini si osservano cambiamenti di rimodellamento, in alcuni casi anche prima che venga stabilita la diagnosi formale di asma. Inoltre, ora ci sono solide prove che indicano che i bambini con episodi ricorrenti di respiro sibilante indotto da rinovirus umano (HRV) corrono un rischio significativamente maggiore di sviluppare asma successivo. Questo ci ha portato a ipotizzare che le infezioni da HRV svolgano un ruolo nello sviluppo e nella successiva continua progressione del rimodellamento delle vie aeree. A sostegno di questa ipotesi di cambio di paradigma, abbiamo pubblicato nuovi dati, sia in vitro che in vivo, che stabiliscono che le infezioni da HRV regolano la produzione di cellule epiteliali delle vie aeree di diversi importanti mediatori coinvolti nei processi di rimodellamento delle vie aeree.

Una potenziale limitazione degli studi in vivo da noi riportati fino ad oggi è che questi hanno coinvolto partecipanti di ricerca sani e non asmatici studiati durante infezioni da HRV acquisite naturalmente. Tali studi sono soggetti a variabilità stagionale e sono difficili da eseguire in popolazioni di studio ben definite, a causa dell'incertezza relativa all'insorgenza dell'infezione e alla cinetica delle successive risposte infiammatorie dell'ospite. Abbiamo quindi in programma di eseguire uno studio clinico di Fase II in cui eseguiremo infezioni sperimentali da HRV in soggetti con asma lieve-moderato e in soggetti sani di controllo. Questo ci consentirà di studiare accuratamente la cinetica delle risposte infiammatorie e di rimodellamento indotte dall'HRV in una coorte ben caratterizzata di soggetti asmatici e confrontare questi risultati con quelli di una coorte di controllo sana e non asmatica. L'esito primario dello studio sarà determinare se le alterazioni nei fattori di crescita rilevanti per il rimodellamento delle vie aeree differiscono tra controlli sani e soggetti asmatici prima e dopo l'infezione da HRV. Questi fattori di crescita saranno valutati nel fluido di lavaggio broncoalveolare (BALF) e nei tessuti della biopsia endobronchiale e correlati con i titoli virali sia nel lavaggio nasale che nel BALF.

Le cellule epiteliali delle vie aeree sono il sito principale dell'infezione da HRV e sono l'unico tipo di cellula in cui l'HRV è stato finora rilevato durante le infezioni in vivo. Inoltre, vi sono prove inequivocabili che, a seguito dell'inoculazione nasale sperimentale dell'HRV, il virus si diffonde per infettare le cellule epiteliali delle vie aeree inferiori, fornendo una forte motivazione biologica per lo studio clinico proposto. L'HRV si replica in modo produttivo solo in vivo negli esseri umani e nei primati superiori e anche se i rinovirus si replicano nei primati superiori (scimpanzé e gibboni), gli animali infetti non mostrano sintomi. Sebbene due recenti pubblicazioni abbiano riportato l'induzione dell'infiammazione delle vie aeree in seguito all'esposizione di topi a dosi massicce di HRV non purificato, queste risposte sono state transitorie con poche prove di replicazione virale sostenuta. Di conseguenza, riteniamo che l'HRV causi solo infezioni rilevanti in vivo negli esseri umani ed è per questo motivo che continuiamo a concentrarci esclusivamente sui sistemi modello umani per tutto il nostro lavoro sperimentale. Una migliore comprensione dei mediatori del rimodellamento delle vie aeree indotti da HRV in vivo e dei meccanismi che li regolano dovrebbe ampliare la nostra comprensione del ruolo delle infezioni da HRV nella patogenesi del rimodellamento delle vie aeree nell'asma.

Gli studi clinici che coinvolgono l'infezione sperimentale di volontari con rhinovirus sono stati condotti per più di 40 anni. I gruppi di sfida di rhinovirus per questi esperimenti sono stati generalmente prodotti e testati sulla sicurezza secondo le linee guida pubblicate nel 1964 e aggiornate nel 1992. I challenge pool prodotti secondo queste linee guida sembravano essere sicuri. Numerosi studi sono stati condotti in questo periodo di 40 anni in diversi paesi. Il dottor Proud ha oltre 20 anni di esperienza nella conduzione di protocolli sperimentali di infezione da HRV. Nei 40 anni di tali studi, è ragionevole stimare che circa 10.000 volontari in tutto il mondo siano stati colpiti fino ad oggi e non siano state rilevate complicazioni gravi attribuibili all'infezione virale. Inoltre, negli ultimi dieci anni sono stati condotti quasi una dozzina di studi sperimentali sull'infezione da HRV in soggetti con asma lieve-moderato senza gravi complicazioni. Sebbene questi studi abbiano contribuito in modo sostanziale alla nostra comprensione dei sintomi dell'asma indotti da rinovirus, nonché delle risposte infiammatorie e antivirali dell'ospite, nessuno ha ancora esaminato gli effetti dell'infezione sperimentale da HRV sugli indici di rimodellamento delle vie aeree.

Pertanto, come estensione naturale del nostro attuale programma di ricerca e, in linea con la nostra esperienza nella ricerca correlata all'HRV, abbiamo ora in programma di eseguire questo studio sperimentale sull'infezione da rinovirus. Abbiamo in programma di utilizzare un HRV-39 di grado Good Manufacturing Practices (GMP) approvato dalla Food and Drug Administration (FDA) degli Stati Uniti (un dono del Dr. Ronald B. Turner, Università della Virginia) per il nostro studio proposto. L'uso di questo ceppo virale HRV-39 di grado GMP garantisce la conformità ai recenti requisiti dell'agenzia di regolamentazione che, a partire dal 2001, hanno imposto che i preparati HRV utilizzati per l'inoculazione umana siano realizzati secondo le buone pratiche di fabbricazione (GMP). Questo studio clinico proposto ci consentirà di affrontare questioni fondamentali riguardanti la natura, la cinetica e i potenziali meccanismi delle risposte infiammatorie delle vie aeree superiori e inferiori in soggetti con asma lieve-moderato ben controllato e in soggetti di controllo sani, non asmatici; una migliore comprensione di questi meccanismi può portare a nuovi paradigmi nel trattamento del rimodellamento delle vie aeree indotto da virus e delle riacutizzazioni dell'asma.