Validatie van het gebruik van wegwerpbare bronchoscopen voor onderzoek naar bronchoalveolaire lavage (BALval)

Onderzoeksbronchoscopieën worden traditioneel uitgevoerd met behulp van conventionele flexibele vezeloptische bronchoscopen. De techniek voor het verkrijgen van bronchoalveolaire lavagevloeistof (BAL) van gezonde vrijwilligers voor onderzoeksdoeleinden is ontwikkeld door onze groep sinds 1999 en is uitgevoerd bij > 1.000 proefpersonen in het VK en Malawi, waaronder gezonde vrijwilligers.

Fibreoptische bronchoscopie met BAL met behulp van handmatige afzuiging maakt het mogelijk om niet-hechtende cellen en longbekledingsvloeistof van het slijmvliesoppervlak te verwijderen. In onderzoeksomgevingen maakt BAL bemonstering mogelijk van aangeboren (longmacrofagen), cellulaire (B- en T-cellen) en humorale (immunoglobuline) reacties in de long. Andere toepassingen zijn onder meer het bepalen van eiwit- en medicijnniveaus, waarbij de laatste een sleutelparameter is in de vroege fase van 'longweefselactieve' medicijnontwikkeling.

De BAL-techniek maakt gebruik van zachte handzuiging van geïnstilleerde vloeistof; dit is ontworpen om het geretourneerde BAL-volume te maximaliseren en om minimale afschuifkracht uit te oefenen op trilhaarepitheel om de structuur en functie van cellen in de BAL-vloeistof te behouden. Deze techniek is ook bedoeld om de levensvatbaarheid te behouden om de groei van cellen in ex vivo kweek te vergemakkelijken. De onderzoekstechniek maakt daarom gebruik van een groter volume verwarmd instillaat met normale zoutoplossing (meestal in de orde van grootte van 200 ml) en maakt gebruik van handmatige afzuiging om celbeschadiging te verminderen.

In het Royal Liverpool Hospital (RLBUHT) zijn ≥120 gezonde vrijwillige BAL's uitgevoerd. Beschikbare gegevens suggereren dat uit 200 ml instillaat de volgende volumeopbrengsten worden verkregen: gemiddelde 100-120 ml, mediaan 120 - 125 ml waarbij ~ 19% van de BAL's een opbrengst van <100 ml teruggeeft. De gewenste BAL-volumeopbrengst is >100 ml, een opbrengst van >150 ml wordt als uitstekend beschouwd; opbrengsten >170 ml zijn niet geregistreerd. Er is geen lineair verband tussen celopbrengst en volumeopbrengst. Opbrengsten van <100 ml leiden naar onze ervaring eerder tot bijwerkingen zoals hoesten, pijn op de borst en koorts. Proefpersonen met opbrengsten van <100 ml wordt geadviseerd om te worden hersteld in de linker laterale positie om posturale drainage van het resterende instillaat te bevorderen. Er zijn geen ernstige bijwerkingen (SAE's) gemeld; en met name zijn er geen ziekenhuisopnames na de procedure of antibiotica vereist voor vermoedelijke longontsteking.

Flexibele intubatiebronchoscopen voor eenmalig gebruik worden gebruikt in trusts van de National Health Service (NHS) in het Verenigd Koninkrijk (VK). Ze worden voornamelijk gebruikt binnen de intensive care en anesthesie (theater) setting voor zowel spoedeisende als electieve luchtwegintubatie. De flexibele fiberoptische bronchoscoop met steriel endoscoopsysteem voor eenmalig gebruik heeft het potentieel om kosteneffectiever te zijn en het risico, hoe verwaarloosbaar ook, van kruisinfectie tijdens de sterilisatieprocedure te verminderen. Het wegnemen van de behoefte aan desinfectieverwerking op hoog niveau tussen procedures verlaagt de onderhoudskosten (apparatuur en personeel), vermindert de downtime en biedt de flexibiliteit die geschikter is voor onderzoek bij gezonde vrijwilligers.

De inhoud van dit onderzoeksvoorstel is collegiaal beoordeeld door twee senior onderzoeksmedewerkers in Malawi en het VK die de wetenschappelijke beoordelingscriteria als deugdelijk hebben beschouwd.

Momenteel worden veel nieuwe ontdekkings- en ontwikkelingsprojecten voor nieuwe geneesmiddelen en therapieën verwoest door het ontbreken van robuuste voorspellende preklinische modellen. Zo zijn veelbelovende medicijnen tegen tuberculose (tbc) en medicijncombinaties klinisch getest op basis van de huidige in vitro- en in vivo-modellen, maar ontdekten ze dat ze geen klinische werkzaamheid hebben; en omgekeerd hadden effectieve anti-tbc-geneesmiddelen zoals linezolid een slechte of matige werkzaamheid bij testen met in vitro- en in vivo-modellen. Om deze problemen te verminderen, hebben we daarom dynamische farmacodynamische in vitro-modellen ontwikkeld op basis van beeldvorming met een hoog gehalte die de intracellulaire tuberculeuze groei en dodingssnelheid van macrofagen kunnen meten. Farmacodynamische (PD) en farmacokinetische (PK) modellering van deze modellen lijkt meer op klinische metingen voor bekende eerstelijns anti-tbc; daarom willen we dit platform nu verder ontwikkelen tot een meer fysiologisch model door alveolaire macrofagen (AM's) te gebruiken die zijn verkregen van menselijke proefpersonen.

Het doel van het gebruik van menselijke AM's is om de medicijneffecten van bekende en nieuwe anti-tbc-verbindingen in menselijke AM's te vergelijken met andere in vitro-modellen. Dit werk zal ons in staat stellen om betere, meer klinisch relevante parameters te verkrijgen om de uitkomst van de geneesmiddeldynamiek te voorspellen. Door de AMs te gebruiken, kunnen we beoordelen hoe betrouwbaar onze huidige modelsystemen zijn, en overwegingen van geneesmiddelwerking beoordelen in klinisch relevante weefselmonsters. Deze cellen kunnen vervolgens ex vivo worden gemanipuleerd tot gewenste klinische scenario's, b.v. dubbele tbc en hiv-infecties die de tbc-reacties in de loop van de tijd volgen op een reeks nieuwe medicijnen en nieuwe medicijncombinaties. De resultaten van deze onderzoeken zullen direct worden gebruikt om nieuwe klinische onderzoeken naar medicijnregimes te informeren.