VS002A nel trattamento della diarrea acquosa acuta nei neonati e nei bambini piccoli

Ipotesi da verificare:

L'ORS "VS002A" a base di aminoacidi ridurrà la durata della diarrea acquosa non colera nei neonati e nei bambini piccoli rispetto al trattamento con l'ORS standard dell'OMS.

Obiettivi specifici:

1. Valutare e confrontare le risposte cliniche (durata della diarrea, emissione di feci, assunzione di ORS e successo clinico) nei neonati e nei bambini piccoli affetti da diarrea acquosa acuta non colera trattati con ORS standard dell'OMS a base di glucosio e ORS a base di aminoacidi "VS002A ".
2. Valutare e confrontare lo squilibrio elettrolitico come possibili complicanze nei neonati e nei bambini piccoli affetti da diarrea acquosa acuta non colera trattati con ORS standard dell'OMS a base di glucosio e ORS a base di aminoacidi "VS002A".

Contesto del progetto comprese le osservazioni preliminari:

I disturbi diarroici costituiscono una delle principali cause di morbilità e mortalità a livello globale e continuano a rappresentare una delle principali preoccupazioni soprattutto per i paesi in via di sviluppo (Platts-Mills, 2015; OMS/UNICEF, 2013; Berna, 1992). Le stime mostrano che nel 2010, a livello globale, si sono verificati 1,7 miliardi di episodi di diarrea e 7,6 milioni di decessi tra bambini di età inferiore a 5 anni, soprattutto nei paesi in via di sviluppo; Il 72% dei decessi è avvenuto nei primi 2 anni di vita (Liu, 2012, 2015; Walker, 2013). Nella regione del sud-est asiatico, la diarrea è responsabile di oltre il 20% del totale dei decessi tra neonati e bambini piccoli (Liu, 2012, 2015).

Le malattie diarroiche infettive acute sono causate da numerosi agenti patogeni microbici. I patogeni batterici includono Vibrio cholerae, Escherichia coli enterotossigenico, Shigella, Salmonella e Campylobacter. Il rotavirus è il più importante patogeno virale diarroico e anche la principale causa di diarrea infantile, mentre Entamoeba histolytica, Giardia lamblia e Cryptosporidia sono i parassiti importanti che causano la diarrea. In base ai meccanismi patogenetici, questi organismi possono essere sostanzialmente divisi in due gruppi: secretori e invasivi. V. cholerae è il prototipo dell'agente patogeno che provoca diarrea secretoria attraverso la liberazione di un'enterotossina che stimola la secrezione intestinale attraverso l'accumulo intracellulare di AMP ciclico (Fasano, 2002). C'è un'infiammazione insignificante o un cambiamento strutturale nella mucosa intestinale e la diarrea è di natura acquosa. Una sufficiente perdita di liquidi ed elettroliti porta alla disidratazione e quindi il cardine del trattamento dei pazienti con diarrea secretoria infettiva acuta è il ripristino dei liquidi. D'altra parte, la Shigella (il prototipo dell'agente patogeno invasivo) invade la mucosa intestinale e induce una reazione infiammatoria, producendo una malattia dissenterica (Levine, 1982). La quantità di perdita di liquidi è minima e in genere sono necessari antibiotici per gestirla. Nei paesi in via di sviluppo, studi recenti mostrano che le cause microbiche attribuibili più comuni di malattie diarroiche da moderate a gravi nei neonati e nei bambini piccoli sono: rotavirus, Cryptosporidium, E. coli enterotossigenico che produce tossina termostabile (ST-ETEC, con o senza co-espressione di enetrotossina termolabile) e Shigella (Kotloff, 2013; Liu, 2016).

L’intervento clinico standard nella diarrea acquosa acuta è l’uso di soluzioni di reidratazione orale (ORS), alimentazione continuata e integrazione orale di zinco (OMS/UNICEF, 2013; OMS, 1995). Lo sviluppo dell’ORS per il trattamento della disidratazione dovuta alla diarrea rappresenta uno dei progressi terapeutici più significativi nella storia della medicina. Si basa sull'osservazione che anche in un intestino tenue secernente è possibile raggiungere un equilibrio intestinale positivo di liquidi ed elettroliti aggiungendo glucosio alla soluzione salina (Pierce, 1968; Fordtran, 1975). L’ORT è ora riconosciuto come un importante progresso scientifico di estrema importanza pratica. La soluzione ORT attualmente raccomandata dall'OMS/UNICEF contiene glucosio, cloruro di sodio, cloruro di potassio e citrato trisodico diidrato, che è ottimale per la reidratazione dei pazienti di tutte le età con disidratazione da diarrea acuta di qualsiasi eziologia. Si stima che l'ORS da solo possa reidratare con successo il 90% dei pazienti con disidratazione da diarrea acuta che in precedenza avrebbero richiesto una terapia terapeutica endovenosa (Hirschorn, 1991).

Tuttavia, l'ORT con l'attuale formulazione ORS presenta alcune limitazioni: non riduce il volume, la frequenza o la durata della diarrea (Mahalanabis, 1996). Ciò rappresenta un limite all’accettazione della ORT come trattamento della diarrea, dal momento che le madri e gli operatori sanitari si aspettano una guarigione più rapida e una gravità ridotta della malattia, il che è in parte responsabile dell’uso diffuso di farmaci inefficaci (e spesso dannosi) antibiotici e altri agenti antidiarroici. Queste limitazioni hanno spinto allo sviluppo del concetto di ORS migliorato (inizialmente chiamato "super ORS") (Mahalanabis, 1986). Concettualmente, un ORS migliorato dovrebbe essere in grado di ridurre il volume delle feci (migliorando il riassorbimento dei liquidi secreti nell'intestino tenue), abbreviare la durata della diarrea (riducendo il flusso dell'effluente ileale e stimolando il recupero del colon) e ridurre il tasso di fallimento dell'ORT nei pazienti. con un tasso di spurgo elevato. Sono state utilizzate diverse strategie per sviluppare e testare un ORS migliorato, compreso l'uso di aminoacidi in aggiunta al glucosio, la sostituzione del glucosio con polimeri di glucosio, l'uso di cereali al posto del glucosio, l'aggiunta di prodotti fermentabili non assorbibili all'ORS e la creazione di ipo ORS -osmolare riducendo sia la concentrazione di glucosio che quella di sodio. L'ORS ipo-osmolare recentemente raccomandato è il risultato di un'intensa ricerca per un ORS così migliorato. Sebbene il nuovo ORS ipo-osmolare sia più efficace del precedente ORS standard, la durata della diarrea non è ancora ridotta e si riscontrano insuccessi con l'ORT (Alam, 1999). Pertanto, vi è spazio per ulteriori miglioramenti dell’ORT.

L'ORS sfrutta il meccanismo di trasporto del sodio intestinale accoppiato al glucosio attraverso la membrana luminale da parte del co-trasportatore sodio glucosio 1 (SGLT1). Sebbene l’assorbimento di sodio indipendente dai nutrienti attraverso la membrana dell’orletto a spazzola epiteliale intestinale sia compromesso nella diarrea, il co-trasporto di sodio e glucosio è preservato. Ciò consente l'assorbimento di sodio e quindi di acqua come fornito dalle soluzioni di reidratazione orale (Figura 1). La chiave del successo dell’uso dell’ORS per la reidratazione è il fatto che questi processi fisiologici rimangono intatti, anche in caso di diarrea grave.

Tuttavia, sebbene l’ORS migliori sostanzialmente l’assorbimento di sodio stimolato dal glucosio e la correzione della disidratazione, non diminuisce significativamente la produzione di feci, che è uno dei motivi principali del sottoutilizzo dell’ORS (Greenough, 1993; Wagner, 2015). Sebbene non sia stata stabilita una spiegazione adeguata per questo, potrebbe essere spiegato se il glucosio stimolasse anche la secrezione di anioni. Infatti, sulla base di studi in vitro sull'effetto del glucosio sulla secrezione attiva di cloruro e fluidi nelle cellule dell'intestino tenue di topo e nelle cellule di adenocarcinoma colorettale umano (Caco-2), il glucosio non solo ha migliorato l'assorbimento di sodio tramite SGLT1, un fenomeno ben consolidato, ma ha anche stimolato la secrezione attiva di cloruro elettrogenico attraverso un aumento del Ca2+ intracellulare (Yin, 2014, AJP Cell). In condizioni cliniche o sperimentali, è più probabile che la secrezione di cloruro stimolata dal glucosio avvenga nella regione delle cellule villose. Queste osservazioni sollevano la possibilità che in quelle condizioni cliniche in cui è presente danno ai villi e ridotto assorbimento di sodio stimolato dal glucosio, il glucosio può avere effetti deleteri sul movimento complessivo di liquidi ed elettroliti in virtù della sua stimolazione della secrezione attiva di cloruro.

Nei bambini piccoli con diarrea acquosa acuta non dovuta al colera, si prevede generalmente che il tasso di fallimento del trattamento dovuto a un'intolleranza al glucosio clinicamente evidente sia intorno al 2% (Santosham M, 1982). Tuttavia, il 30% dei bambini peruviani con diarrea acuta presentava un malassorbimento di glucosio rilevabile che portava al fallimento del trattamento nel 7% dei pazienti (Salazar-Lindo E, 1986). Pertanto, si può ipotizzare che semplici modifiche dietetiche e/o cambiamenti nella formulazione dell’ORS, come la sostituzione del glucosio con composti che non stimolano la secrezione di cloruro, potrebbero alterare significativamente l’esito del processo patologico.

Poiché alcuni amminoacidi neutri (ad es. glicina, L-alanina, L-glutammina) sono anche in grado di migliorare l'assorbimento di ioni sodio e acqua, un approccio per sviluppare una formulazione ORS migliorata si basava sull'aggiunta di amminoacidi neutri o dei loro dipeptidi all'OMS-ORS (Mahalanabis, 1983) . I primi studi sugli ORS contenenti glicina erano inconcludenti; una meta-analisi di sette studi clinici condotti successivamente ha dimostrato che le formulazioni ORS contenenti glucosio (o maltodestrina) e glicina (o glicil-glicina) non erano clinicamente superiori allo standard WHO-ORS (International Study Group on Improved ORS, 1991). Anche un riassunto degli otto studi clinici che hanno confrontato l'ORS contenente L-alanina con l'ORS dell'OMS ha mostrato risultati variabili; in generale, le differenze nei bambini con diarrea non colera non erano statisticamente significative (Bhan, 1994). Tre studi clinici che hanno confrontato l'ORS contenente glutammina con l'ORS dell'OMS hanno dimostrato che non presenta alcun vantaggio clinico nei bambini con diarrea non colera (Bhan, 1994). Una cosa comune tra tutti gli studi è che tutti gli ORS sperimentali contenenti aminoacidi contenevano anche glucosio in quantità variabili (da 9 g/L a 20 g/L); inoltre la maggior parte di queste soluzioni presentavano un'osmolarità relativamente elevata (320 - 400 mosmol/L). Uno studio che ha confrontato l'ORS contenente glutammina senza glucosio con l'ORS dell'OMS ha mostrato un'efficacia simile nei bambini con diarrea acuta non colera (Gutierrez, 2007); è da notare che la glutammina si comporta come il glucosio nello stimolare la secrezione di anioni (Yin, 2014). In uno studio che ha confrontato l’ORS contenente glucosio integrato con L-isoleucina con l’ORS OMS in bambini piccoli con diarrea acuta, le differenze non erano statisticamente significative (Alam, 2011). Tuttavia, nei pazienti adulti affetti da colera grave, l'ORS integrato con L-istidina è risultato superiore a un ORS privo di istidina; sia la soluzione sperimentale che quella di controllo erano a base di riso e prive di glucosio (Rabbani GH, 2005). In un altro studio, un ORS a base di peptilosi senza glucosio è stato ritenuto più vantaggioso e accettabile rispetto all'ORS dell'OMS per il trattamento della diarrea acquosa prevalentemente acuta nei bambini (Simakachorn, 1993).

Studi precedenti su VS002:

Entrinsic Bioscience, una piccola impresa nata dalla proprietà intellettuale dell'Università della Florida (UF), ha sviluppato un alimento medicinale idratante a base di aminoacidi, senza zucchero e stabile a scaffale, che reidrata efficacemente e migliora la funzione di barriera dell'intestino in seguito a infezioni che colpiscono l'intestino. tratto gastrointestinale (GI). La formulazione brevettata di VS002 di aminoacidi selezionati non contiene glucosio. Studi su esseri umani e animali dimostrano che VS002 senza zucchero è una soluzione di reidratazione efficace in una varietà di circostanze.

L’irradiazione aumenta la permeabilità paracellulare nell’intestino con associato malassorbimento dei nutrienti, squilibrio dei liquidi e traslocazione batterica. Inoltre, l’irradiazione induce la secrezione attiva di ioni cloruro e la perdita di liquidi e riduce il trasporto di molti carboidrati, proteine ​​ed elettroliti. In una serie di studi con enterite radioindotta con associata atrofia dei villi, è stata definita una composizione ottimale di un nuovo ORS sulla base delle osservazioni che l'inclusione di aminoacidi specifici causava il rafforzamento della barriera mucosa e l'inversione dei sintomi dell'enterite radioindotta disfunzione (Yin, 2014). VS002 è quindi composto solo da aminoacidi che migliorano l'assorbimento di elettroliti e acqua e correggono l'aumento della permeabilità intestinale osservata a seguito di irradiazioni e malattie infettive.

È stato osservato che alcune vie basate sugli aminoacidi per il trasporto del sodio diventano la via dominante per compensare durante i periodi di stress. Questi percorsi possono essere utilizzati per reidratare le cellule epiteliali intestinali e ripristinare la normale funzione intestinale. Otto amminoacidi specifici hanno mantenuto la loro capacità di assorbimento dal lume intestinale in seguito alla radiazione e allo stesso tempo hanno ridotto la permeabilità paracellulare: lisina, acido aspartico, glicina, isoleucina, treonina, tirosina, valina e serina.

Gli studi con VS002 hanno dimostrato che la somministrazione di VS002 i) si reidrata rapidamente per aumentare l'assorbimento di liquidi ed elettroliti, ii) stringe la barriera della mucosa, diminuendo così l'infiammazione locale e sistemica, e iii) aumenta il numero delle cripte e l'altezza dei villi, portando ad un aumento della superficie zona di assorbimento. Non vi è alcuna tossicità associata alla somministrazione di VS002 e i risultati di studi su animali e esseri umani suggeriscono che VS002 può fungere da terapia di supporto altamente sicura ed efficace al posto dell’ORS standard (Yin, 2014; Cheuvront, 2018; Clarke, 2018; Sollanek, 2018).

Risultati degli studi in vivo Topi irradiati: i topi irradiati sono stati trattati con soluzione salina o con VS002 per 14 giorni. Il trattamento con VS002 ha ridotto la mortalità, preservato il peso corporeo, diminuito la pica (indicazione di nausea) e migliorato l'assorbimento di elettroliti e nutrienti (Yin, 2014; 2017) Topi con enterotossina del rotavirus: i topi sono stati esposti all'enterotossina del rotavirus (NSP4) e sezioni dell'intestino sono state testato per il trasporto in vitro e il trasporto del sodio accoppiato al glucosio è risultato significativamente compromesso insieme ad un aumento della secrezione di cloruro in presenza di NSP4. Il glucosio in presenza di NSP4 ha aumentato ulteriormente la secrezione di cloruro (Yin, 2017) Esseri umani sani: studi condotti su esseri umani sani hanno dimostrato i) la sicurezza di VS002; e ii) efficacia della reidratazione rispetto a una varietà di bevande commerciali contenenti glucosio (bevande sportive, ORS). Questi studi includevano adulti con diarrea, soldati sani, giovani studenti universitari e adulti più anziani (> 60 anni). Pertanto, la somministrazione di VS002 utilizzando otto aminoacidi per aumentare l’assorbimento intestinale di acqua ed elettroliti è stata associata a una reidratazione sicura. Vedi sotto per ulteriori dettagli sullo studio.

VS002 è stato fornito a > 250 adulti trattati per diarrea in Indonesia e nelle Filippine. Il consumo di VS002 è stato ben tollerato da tutti i soggetti, senza eventi avversi (Olveda, 2016; Abdulah, 2018).

Uno studio condotto su soldati e civili americani sani (n = 26, maschi e femmine) ha esaminato l'effetto della reidratazione tramite una comune bevanda sportiva o VS002 dopo un periodo di disidratazione ipertonica o isotonica (3-4% di massa corporea). La reidratazione tramite VS002 ha comportato una migliore reidratazione dello spazio extracellulare rispetto alla comune bevanda sportiva, nonché una maggiore ritenzione di liquidi nel gruppo VS002 (p < 0,05). Il consumo di VS002 è stato ben tollerato da tutti i soggetti, senza eventi avversi (Cheuvront, 2018).

Un altro studio ha valutato la capacità di VS002 di ottimizzare l'idratazione rispetto all'acqua in adulti sani (n = 40, maschi e femmine). Il consumo di VS002 ha comportato una migliore ritenzione rispetto all'acqua (p < 0,05). Il consumo di VS002 è stato ben tollerato da tutti i soggetti, senza eventi avversi (Sollanek, 2018).

La capacità di VS002 di ottimizzare l'idratazione è stata confrontata anche negli adulti più giovani e più anziani (n = 24, maschi e femmine). Il consumo di VS002 ha comportato una migliore ritenzione rispetto all'acqua (p < 0,05). Il consumo di VS002 è stato ben tollerato da tutti i soggetti, senza eventi avversi (Clarke, 2019).

In uno studio randomizzato in doppio cieco per valutare l’efficacia di VS002, 587 pazienti adulti hanno ricevuto WHO-ORS o VS002 per trattare la diarrea. I risultati sulla sicurezza hanno rivelato che nessun paziente che ha assunto VS002 ha manifestato eventi avversi gravi, mentre un piccolo numero di pazienti che hanno assunto WHO-ORS lo hanno fatto. I dati di efficacia per i tassi di guarigione clinica non erano clinicamente o statisticamente significativi tra i gruppi di trattamento.

Pertanto, si ipotizza che VS002 sarà superiore anche all’OMS-ORS nel trattamento della diarrea acquosa acuta non colera nei neonati e nei bambini piccoli.

ORS avanzati a base di aminoacidi: VS002A Le tradizionali soluzioni di reidratazione orale (ORS) contengono zuccheri che stimolano l'assorbimento intestinale di sodio e acqua attraverso una varietà di meccanismi. Tuttavia, è stato sottovalutato il fatto che gli ORS tradizionali non possiedono funzioni antidiarroiche e possono esacerbare le secrezioni diarroiche infettive (Yin et al., 2017).

Dati di sicurezza dell'ORS avanzato a base di aminoacidi: VS002A

Gli aminoacidi additivi alimentari possono essere utilizzati in modo sicuro come nutrienti aggiunti agli alimenti come singoli aminoacidi nella forma libera, idrata o anidra o come sali cloridrato, sodio o potassio:

(1) L-alanina; (2) L-arginina; (3) L-asparagina; (4) acido L-aspartico; (5) L-cisteina; (6) L-cistina; (7) acido L-glutammico; (8) L-glutammina; (9) acido amminoacetico (glicina); (10) L-istidina; (11) LIsoleucina; (12) L-Leucina; (13) L-lisina; (14) DL-metionina (non per alimenti per neonati); (15) LMetionina; (16) L-fenilalanina; (17) L-Prolina; (18) L-Serina; (19) L-treonina; (20) LTriptofano; (21) L-tirosina; (22) L-valina.

Le formule di aminoacidi EBS sono pienamente conformi ai requisiti FDA 21 CFR.

Biomarcatori della salute intestinale Sebbene la terapia di reidratazione orale abbia notevolmente ridotto la mortalità associata alla diarrea, il peso della malattia diarroica persiste ancora nei bambini di età inferiore a 5 anni che vivono in condizioni antigeniche e con risorse sanitarie pubbliche limitate. Ciò contribuisce al 43% del rallentamento della crescita e del deterioramento dello sviluppo cognitivo, che colpisce un quinto dei bambini in tutto il mondo e un terzo dei bambini nei paesi a basso e medio reddito (LMIC) (Guerrant, 2013; Kosek, 2013). Il circolo vizioso di infezione enterica e malnutrizione spesso porta all’enteropatia per lunghi periodi di tempo nei bambini piccoli quando mancano acqua e servizi igienico-sanitari adeguati (Guerrant, 2013; Owino, 2016). Questo tipo di enteropatia è nota come disfunzione enterica ambientale (EED).

L'EED, precedentemente nota come enteropatia tropicale o enteropatia ambientale, è una condizione infiammatoria subacuta della mucosa dell'intestino tenue di eziologia sconosciuta (Ramakrishna, 2006). È caratterizzata da cambiamenti strutturali nell'intestino tenue, tra cui atrofia dei villi e iperplasia delle cripte che compromettono l'assorbimento dei nutrienti e la barriera patogena (aumento della permeabilità e delle cellule infiammatorie), compromissione della funzione immunitaria intestinale, malassorbimento, rallentamento della crescita e generalmente asintomatica, distinta dalla malattia diarroica ( Owino, 2016; Sullivan, 1991).

I dati provenienti dai paesi a basso e medio reddito, compreso il Bangladesh, sono limitati sui cambiamenti infiammatori e patologici nella parete intestinale come l’EED tra i bambini con diarrea. In questo studio studieremo la concentrazione plasmatica di citrullina (CIT) come potenziale indicatore della massa funzionale degli enterociti e delle funzioni di assorbimento dell'intestino, e il rapporto triptofano-chianurenina (KT) come indicatore dell'infiammazione intestinale.

Il CIT è un amminoacido prodotto dalle cellule epiteliali intestinali e presente in quantità inferiori nei pazienti con enteropatia. Uno studio sugli animali ha riportato livelli plasmatici di CIT inferiori nei vitelli neonati con diarrea rispetto al controllo sano (Gultekin, 2019). Il triptofano (TRP), un amminoacido essenziale (EAA) di origine vegetale, è necessario per supportare la crescita e la salute negli esseri umani. In risposta all’infezione, il TRP viene per lo più catabolizzato da un enzima indoleamina 2,3-diossigenasi (IDO) in un metabolita tossico chinurenina (KYN). Un basso TRP plasmatico, un KYN elevato e un rapporto KT elevato sono associati a infezioni (ad es. i pazienti con malattia infiammatoria intestinale soffrono di diarrea) e l'attivazione immunitaria cronica (Kosek, 2016).