Vernevelde BromAc bij gezonde vrijwilligers

Het SARS-CoV-2-virus, met zijn klinische syndroom dat bekend staat als COVID-19, heeft een spike-eiwit (S), nucleocapside-eiwit (N) dat het RNA, membraaneiwit (M) en het envelopeiwit (E) bevat. Het spike-eiwit is verantwoordelijk voor het initiëren van internalisatie van het virusgenoom in menselijke longcellen via ACE2-receptoren in het nasofaryngeale en longweefsel. Het steekt uit aan het buitenoppervlak en bestaat uit een aantal aminozuren en glycoproteïnen. De integriteit van de eiwitten (S, N, M & E) is van vitaal belang voor virale functies, en er is gesuggereerd dat de vorming van disulfidebindingen tussen deze een vitale rol speelt in de prestaties van het eiwit. Er is gerapporteerd dat de splitsingsplaats na binding het spike-glycoproteïne splitst, waarvan vervolgens wordt gerapporteerd dat het wordt ondersteund met disulfidebindingen. Binding veroorzaakt vervolgens proteolyse die wordt verwerkt door transmembraanprotease, serine 2 (TMPRSS2), furine en misschien andere proteasen, wat leidt tot fusie van virale en cellulaire membranen en dus penetratie van doelcellen. Kaping van de cellulaire machinerie maakt vervolgens virale vermenigvuldiging mogelijk.

COVID-19 is een ziekte met meerdere facetten, waaronder cytokinestorm, trombo-embolie en nierinsufficiëntie, maar de onderzoekers geloven dat slijmafscheiding in de longen van groot belang zijn voor de uitkomst. Vroege meldingen van longpathologie omvatten cellulair fibromyxoïde exsudaat, eiwitachtig exsudaat, massaal luminaal fibreus exsudaat en ernstige mucoïde tracheale bronchitis. Autopsies in een cohort van dodelijke gevallen uit Noord-Italië toonden aan dat 'lumina vaak dicht slijmerig materiaal bevatte. Er zijn veel pathologische veranderingen in de longen, en deze evolueren in de loop van de tijd. Vroege ziekte wordt gekenmerkt door neutrofiele exsudatieve capillaritis met trombose. Late veranderingen die gemiddeld vanaf dag 10 optreden, zijn onder meer diffuse alveolaire schade, intravasculaire trombose, infectie, gedissemineerde intravasculaire coagulopathie (DIC) en latere proliferatie van intra-alveolaire fibroblasten. Bronchoscopie werd uitgevoerd voor acute hypoxie als gevolg van longinstorting bij een COVID-19-patiënt, waarbij een dikke slijmprop werd onthuld. Meerdere andere meldingen van soortgelijke bevindingen bij bronchoscopieën zijn beschreven waar mucolytische therapie en afzuiging zijn aanbevolen. Sputumkenmerken bij patiënten met ernstige COVID-19 correleren met uitkomst. Steeds plakkeriger sputum werd in verband gebracht met kritieke ziekte en aanzienlijk verhoogde niveaus van MUC5AC in sputum bij COVID-19-patiënten. Er is een sterk verband tussen virale infectie en slijmproductie via meerdere signaalroutes, waaronder Interleukin (IL)6, IL10 en Tumor Necrosis Factor (TNF), waarbij de cytokinestorm plotselinge hypersecretie van slijm veroorzaakt.

Momenteel zijn er weinig therapeutische middelen met beperkte werkzaamheid om de complicaties van COVID-19 te behandelen of te voorkomen. Een Australisch farmaceutisch bedrijf heeft BromAc ontwikkeld voor de palliatieve behandeling van sterk mucineuze tumoren van de appendix en de longen. Dit medicijn is samengesteld uit bromelaïne en acetylcysteïne. Tijdens de preklinische ontwikkeling ontdekte de sponsor dat BromAc® tumormucine snel oploste en verwijderde, waardoor het een krachtige mucolyticum werd. BromAc® in combinatie heeft het vermogen, zoals aangetoond in preklinische onderzoeken, om het mucine-beschermende raamwerk te verwijderen dat tot expressie wordt gebracht door kanker, waaronder mucinen MUC1, MUC2, MUC4, MUC5AC en MUC16. Volgens de sponsor verbreekt BromAc peptide- en glycosidische bindingen en disulfidebindingen in tumorgeproduceerde en respiratoire mucine. Het combineert ook synergetisch met een verscheidenheid aan antikanker- en antibacteriële geneesmiddelen.

In een in vitro onderzoek met Vero- en CALU-3-cellen geïnfecteerd door SARS-CoV-2 (MOI 1 tot -4) en behandeld met BromAc, bleek dat het medicijn het vermogen van het virus om cellen te infecteren kon verminderen, wat aantoont een antiviraal potentieel tegen SARS-CoV-2. Naast de antivirale werking is BromAc een krachtige mucolyticum. In laboratoriumonderzoeken uitgevoerd in Brazilië resulteerde BromAc (125 ug of 250 ug/ml plus 20 mg/ml acetylcysteïne) in volledige oplossing van ernstig COVID-19-sputum binnen 30 minuten. BromAc bleek ook cytokines en chemokines aanzienlijk te verlagen in vergelijking met acetylcysteïne alleen of controle, met name die welke belangrijk zijn voor COVID-19 cytokinestorm CCL2, CCL3, IL-6, CXCL10. In vitro veiligheidsmodellen hebben verneveld en intranasaal BroomAc ontvangen tot 500 ug/20 mg/ml driemaal daags gedurende vijf dagen, zonder bewijs van toxiciteit.

In de oncologie verstoort BromAc het effect van mucine, vermindert het de levensvatbaarheid van kankercellen en versterkt het de effecten van bepaalde chemotherapiemiddelen aanzienlijk. MUC1, MUC2 en MUC5AC komen sterk tot expressie in gastro-intestinale tumoren. Kort gezegd, bij het onderzoeken van de effecten van BromAc-behandeling op specifieke mucine-isovormen in gastro-intestinale carcinoomcellen, constateerde de sponsor een significante afname in de expressie van MUC2 en MUC5AC in gastro-intestinale LS174T-cellijnen. MUC1 en MUC5 worden tot overexpressie gebracht en afwijkend geglycosyleerd in de meeste carcinomen, uitgebuit door kwaadaardige cellen om transformatie en tumorigeniciteit te induceren. Het team van de sponsor heeft veiligheidsonderzoeken met dosisescalatie bij dieren uitgevoerd met herhaalde injectie in drie verschillende diersoorten in het peritoneum met doses bromelaïne tot 10 mg/kg en acetylcysteïne 500 mg/kg. Er werd geen toxiciteit gezien. BromAc bleek in vivo mucine te verwijderen uit een reeks menselijke tumoren, terwijl geen van de geneesmiddelen alleen werkte. BromAc heeft het vermogen, zoals aangetoond in preklinische onderzoeken, om de beschermende structuur te verwijderen van mucine dat tot expressie wordt gebracht door kanker, waaronder MUC1, MUC2, MUC4, MUC5B, MUC5AC en MUC16. Het werkingsmechanisme van BromAc bij het verwijderen van peptide- en glycosidebindingen en disulfidebindingen in mucine is ook aangetoond. Bovendien kan secundaire infectie bij patiënten met COVID-19 ook worden voorkomen of behandeld vanwege het effect van BromAc op biofilm. De sponsor heeft de werkzaamheid beschreven in gebruikte endotracheale tubes bij het oplossen van biofilm via verneveling van BromAc, naast uitgebreid laboratoriumwerk op pseudomonas aeruginosa en Staphylococcus aureus gevestigde biofilms.

Het is bekend dat zuurstofuitwisseling het grootste probleem is bij patiënten met COVID-19 en hypoxie een van de ernstigste effecten is, waarbij patiënten bezwijken aan het acute respiratory distress syndrome (ARDS). De ontwikkeling van slijmerige sputumproppen bij personen die zijn geïnfecteerd met SARS-CoV-2 is variabel in de vroege stadia van de ziekte. Bovendien heeft 30-40% van de patiënten die in het ziekenhuis liggen slijmproductie, en in een recent onderzoek naar pulmonale pathologie bij patiënten met COVID-19, onthulden daaropvolgende tests duidelijk verhoogde niveaus van MUC1 en MUC5AC in sputum en tracheaspiraat.

Deze studie heeft tot doel de veiligheid en werkzaamheid van verneveld BroomAc te onderzoeken in een fase I-component met dosisescalatie. Er zal ook een fase I-onderzoek worden uitgevoerd waarbij de veilige en effectieve dosis wordt toegepast bij patiënten met matige tot ernstige COVID-19. Het primaire eindpunt in de fase I-onderzoeken is de veiligheid en verdraagbaarheid van de geplande doses. De hypothese is dat BromAc door patiënten wordt getolereerd en zal resulteren in slijmopruiming, verbetering van de oxygenatie en therapietrouw bij degenen die worden beademd.

Dit is een fase I-onderzoek naar de veiligheid van BromAc, waarbij 12 gezonde vrijwilligers die verder gezond zijn en in de poliklinische setting blijven, BromAc als een vernevelde aerosol in de luchtwegen zullen krijgen. BromAc is een product dat twee bestaande producten combineert (bromelaïne en acetylcysteïne), samen met 0,9% normale zoutoplossing die via een vernevelde aerosol via een masker in de luchtwegen wordt toegediend. De deelnemer wordt beoordeeld op symptomen en bijwerkingen.