Simvastatine neusspoelingen voor de behandeling van door COVID-19 gemedieerde dyssomsie (SimCA)

Olfactorische disfunctie (OD) is een van de kenmerkende symptomen van SARS-CoV-2, het virus dat de COVID-19-pandemie heeft veroorzaakt. Er zijn steeds meer aanwijzingen voor de rol van lokale ontsteking en oxidatieve schade bij COVID-gemedieerde OD. Tot op heden is reuktraining de enige aanbevolen therapie voor patiënten met door COVID-19 gemedieerde OD, waarvan niet is aangetoond dat het resulteert in een dramatische verbetering van de reukzin. Het is dus essentieel dat andere effectieve beheersstrategieën worden geïdentificeerd voor de snelgroeiende door COVID gemedieerde dysosmische populatie.

Statines worden voornamelijk gebruikt voor de verlaging van cholesterol. Statines hebben echter ook pleiotrope effecten op cellulaire ontsteking, oxidatieve stress en neuroprotectie. Meerdere onderzoeken hebben de ontstekingsremmende effecten van lokale statines in de luchtwegen geëvalueerd en aangetoond dat lokale toepassing ontstekingsmediatoren zoals IL-4, IL-6, IL-6, IL-8, CCL-11 en ontstekingscellen kan verminderen. Het ontstekingsremmende effect van statines is ook aangetoond voor neuro-inflammatie. Een studie evalueerde de ontstekingsremmende effecten van 10 uM simvastatinesuspensies op menselijke monocyt-afgeleide macrofagen THP-1 als een surrogaat voor microgliale cellen en constateerde een significante vermindering van door lipopolysaccharide geïnduceerde IL-6-secretie. Een andere studie evalueerde de impact van nasaal toegediende polymerosomen geïmpregneerd met simvastatine (doses 0-20 ug/ml) en van de hersenen afgeleide neurotrofe factor op neuro-inflammatie bij muizen en constateerde verminderde IL-6 en IL-1b in hersenhomogenaat na 3 dagen blootstelling.

De veiligheid van topisch simvastatine is ook in vitro onderzocht. Het effect van topicale simvastatine op de nasale ciliaire functie werd geëvalueerd door gedurende 30 minuten 1x10-6 M aan te brengen op de neuscelpoetsbeurten. De resulterende ciliaire slagfrequentie werd geëvalueerd en vertoonde geen nadelige effecten in vergelijking met controle. Transepitheliale elektrische weerstand werd ook beoordeeld 4 uur na blootstelling van bronchiale epitheelcellen in aerosolvorm simvastatine en toonde geen significante veranderingen aan in transepitheliale celweerstand tussen controlecellen en die behandeld met aerosol simvastatine op korte termijn. Na 14 dagen werd echter een significante vermindering van de transepitheliale weerstand opgemerkt, wat wijst op een significante toename van de cellulaire permeabiliteit. Het is echter belangrijk op te merken dat deze verandering in cellulaire permeabiliteit niet geassocieerd was met enige verandering in cellevensvatbaarheid. Manickavasagam et al. evalueerde ook de veiligheid van simvastatine-nanodeeltjes tot 20 uM op neuronale cellen van de hippocampus van de muis en merkte geen toxiciteit op, wat aangeeft dat onze testconcentratie (maximaal 10 uM) niet zou moeten leiden tot toxiciteit voor het neurale weefsel.

Wang et al. evalueerde de toxiciteit en ontstekingsremmende effecten van statinesuspensies toegepast op menselijke neusepitheelcellen en toonde een vermindering van CCL5, CCL11, IL-5 en IL-13 na 24 uur blootstelling aan geneesmiddelen zonder significante effecten op de levensvatbaarheid van de cellen.

Statines helpen ook bij zenuwregeneratie. Meerdere studies hebben neuroprotectieve effecten aangetoond na dwarslaesie, traumatisch hersenletsel en perifere zenuwbeschadiging. Studies van perifere zenuwbeschadiging hebben aangetoond dat vroege toediening van statines de zenuwregeneratie kan versnellen door een verhoogde groei van neurieten. Meerdere muizenstudies hebben aangetoond dat orale toediening van statines de proliferatie en neuroregenese van het reukepitheel kan verbeteren bij muizen die chemische schade aan het reukslijmvlies hebben opgelopen.

Statines kunnen COVID-gemedieerde OD waarschijnlijk veilig behandelen door hun ontstekingsremmende, antioxiderende en neuroregeneratieve eigenschappen. Orale toediening van statines heeft echter een zeer lage biologische beschikbaarheid vanwege het metabolisme in de darmwand en het hoge first-pass metabolisme door de lever. Oraal gedoseerde statines hebben ook een risico op statine-intolerantie, waarbij patiënten statine-geassocieerde spiersymptomen ontwikkelen, variërend van milde spierpijn tot levensbedreigende rabdomyolyse. Als zodanig zou de toediening van statines via niet-orale routes de lokale biologische beschikbaarheid kunnen verhogen, de werkzaamheid van geneesmiddelen kunnen verbeteren en lagere systemische doses mogelijk kunnen maken, waardoor het risico op bijwerkingen wordt beperkt.

Intranasale medicijntoediening door middel van nasale irrigatie wordt veel gebruikt voor de behandeling van sinonasale aandoeningen. Er zijn veel voordelen van intranasale medicatie, waaronder afgifte van hogere concentraties dan via systemische routes, verhoogde biologische beschikbaarheid door het first-pass levermetabolisme te omzeilen, snelle geneesmiddelabsorptie en begin van werking, verminderde bijwerkingen en de mogelijkheid van directe absorptie door het zenuwstelsel via de olfactorisch neuro-epitheel. De neusholte vormt meerdere barrières voor het aanbrengen van medicijnen: slijmlaag, epitheliale bekleding en nauwe overgangen. Lipofielheid van een medicijn biedt dus een groot voordeel, waardoor het medicijn de slijmlaag kan binnendringen en passief door de nasale epitheelcellen kan diffunderen.

Simvastatine, een zeer lipofiele pro-drug, is ideaal voor nasaal gebruik. Het wordt omgezet in zijn actieve hydrofiele vorm (simvastatinehydroxyzuur) door cytochroom p450-enzym 3A4/5, dat aanwezig is in het neusepitheel. Van de beschikbare statines is simvastatine vaak geëvalueerd op zijn ontstekingsremmende componenten in de onderste luchtwegen. Veel diermodellen hebben ook een verbeterd herstel van beschadigde perifere zenuwen aangetoond na toediening van simvastatine. Topisch simvastatine, met zijn hoge lipofiliciteit en pleiotrope effecten op ontsteking, oxidatieve stress en neuroregeneratieve capaciteit, maken het de ideale statine voor de lokale toepassing en behandeling van door COVID gemedieerde OD.

Ons laboratorium heeft evaluaties uitgevoerd van 0,1-10 mg op maat samengestelde simvastatine gesuspendeerd in 240 ml fosfaatgebufferde zoutoplossing (1-100 uM simvastatine). Deze suspensies werden dagelijks gedurende 5 minuten per dag aangebracht op het hTEC-oppervlak (gedifferentieerd op een lucht-vloeistofgrensvlak), gevolgd door 2 spoelingen met zoutoplossing gedurende in totaal 4 dagen. De ciliaire slagfrequentie (CBF), transepitheliale weerstand (TEER) en lactaatdehydrogenase (LDH) werden geëvalueerd op tijdstip 0 en na 4 dagen blootstelling aan het geneesmiddel. Cellen werden immunologisch gekleurd op cilia met behulp van een antilichaam tegen geacetyleerd alfa-tubuline en celverbindingen met behulp van een antilichaam tegen E-cadherine. We ontdekten dat cilia van multiciliated cellen behandeld met simvastatine in doses van 0,1-10 mg niet verschilden van controle. Evenzo werd E-cadherine gehandhaafd, behalve bij de hogere dosis van 5 mg. Voor cellen behandeld met 0,1-1 mg was er geen verandering in TEER na 4 dagen blootstelling aan het geneesmiddel. Er werd echter een afname in TEER waargenomen voor cellen die werden behandeld met 5 en 10 mg simvastatine. Hoewel TEER afnam, was er geen bewijs van verhoogde LDH na 4 dagen blootstelling aan 0,1-10 mg geneesmiddel, wat aangeeft dat er geen cellulaire toxiciteit was.

Gezien deze bevindingen, evenals eerdere gegevens die ontstekingsremmende effecten aantonen van 10 uM (1 mg simvastatine in 240 ml zoutoplossing) simvastatinesuspensies, stellen we een fase 1-onderzoek voor om de veiligheid en verdraagbaarheid te analyseren, evenals de maximaal verdraagbare dosis, van actuele simvastatine neusspoelingen bij volwassenen met COVID-gemedieerde OD. Het eerste cohort krijgt gedurende 4 weken de laagste dosis simvastatine (0,1 mg) via neusspoeling. Als geen van de 3 proefpersonen toxiciteit meldt, krijgt de volgende groep van 3 proefpersonen de achtereenvolgende hogere dosis simvastatine gedurende 1 maand tot een maximale dosis van (1 mg). We zijn van plan om de volgende doses te testen: 0,1 mg, 0,25 mg, 0,5 mg, 1 mg.

Dit is een open-label fase 1-studie met topische simvastatine toegediend via nasale irrigatie, die zal worden uitgevoerd in één tertiair academisch medisch centrum. We stellen voor om een ​​standaard drie plus drie (3+3) dosis-escalatie ontwerp te gebruiken. Het onderzoeksproduct wordt gedurende 4 weken elke dag rechtstreeks naar de proefpersoon verzonden voor dagelijkse irrigatie.

Voor proefpersonen die aan de inclusiecriteria voldoen, worden de naam, het adres, het telefoonnummer, de leeftijd, het geslacht en de datum/tijd van kliniekbezoeken met betrekking tot OD uit de grafiek gehaald. Voorafgaand aan de start van het onderzoek zullen de volgende basislijnlaboratoriumtesten worden uitgevoerd om er zeker van te zijn dat proefpersonen geen aandoeningen hebben die het risico op statine-intolerantie verhogen: thyroïdstimulerend hormoon (TSH), aspartaattransaminase (AST), alaninetransaminase (ALT), geschatte glomerulaire filtratiesnelheid (eGFR), bloedureumstikstof (BUN), creatinine (Cr), creatinekinase (CK) en totaal cholesterol. Proefpersonen met laboratoriumwaarden buiten het standaard normale bereik worden uitgesloten van het onderzoek en doorverwezen naar hun huisarts (PCP). Voorafgaand aan de toediening van statines zullen alle proefpersonen een evaluatie ondergaan met rigide nasale endoscopie door een fellowship-getrainde rhinoloog om ervoor te zorgen dat de sinonasale holte verder gezond is.

De proefpersonen worden in groepjes van drie aan het onderzoek toegevoegd. De studie zal worden voortgezet met opeenvolgende cohorten van 3 proefpersonen totdat dosisbeperkende toxiciteiten (DLT) worden waargenomen bij meer dan 33% van de ingeschreven proefpersonen. Tijdens het verhogen van de doses zullen we controleren op tekenen of symptomen van toxiciteit. Voor de doeleinden van deze studie zal DLT worden gedefinieerd als de ontwikkeling van statine-intolerantie met levertoxiciteit of spiertoxiciteit (zoals bepaald door verhoogde ASAT, ALAT of CK) of de ontwikkeling van significante systemische of sinonasale symptomen die stopzetting van het geneesmiddel vereisen. We veronderstellen dat er niet meer dan minimale bijwerkingen zullen zijn. Elke deelnemer voltooit opnieuw bloedonderzoek (serum CK, AST, ALT) aan het einde van het onderzoek.

Gedurende de hele studie zullen de proefpersonen wekelijks de Sino-Nasal Outcome Test-22 (SNOT-22, ©2006, Washington University, St. Louis, MO) invullen, een gevalideerde, door de patiënt gerapporteerde meting van sinonasale symptomen. De SNOT-22 evalueert fysieke, functionele en emotionele gevolgen van sinonasale pathologie met behulp van een Likert-schaal: 0= "Geen"; 1="Zeer mild"; 2="Mild of licht"; 3="Gemiddeld"; 4="ernstig"; en 5="Zo erg als het maar kan zijn." De absolute verandering in SNOT-22-scores ten opzichte van de uitgangswaarde zal worden gebruikt om eventuele nadelige effecten van spoelingen met simvastatine op de sinonasale functie en kwaliteit van leven te beschrijven.

Nasale endoscopie zal ook worden uitgevoerd door een fellowship-getrainde rhinoloog binnen 6 maanden na inschrijving voor het onderzoek en bij voltooiing van het onderzoek om er zeker van te zijn dat lokale weefseleffecten van lokale spoelingen met simvastatine niet optreden. Een Lund-Kennedy-score, die de ernst van de sinonasale ziekte weergeeft, zal worden genoteerd op het moment van nasale endoscopie.

De geurfunctie voor elke deelnemer zal ook worden geëvalueerd op het moment van aanvang en voltooiing van deze studie via de University of Pennsylvania Smell Identification Test (UPSIT). De UPSIT is een gevalideerde evaluatie van reukscherpte. Proefpersonen ruiken 40 kras-en-snuifitems en selecteren vervolgens de waargenomen geur op een keuze uit 4 geuropties. Elke correcte geuridentificatie krijgt een score van 1, resulterend in uiteindelijke testscores van 1-40. Scores > 34 voor mannen en > 35 voor vrouwen zijn representatief voor normosmie. Scoreveranderingen > 4 worden als klinisch significant beschouwd.

De huidige studie zou de ondersteuning bieden voor fase II en III klinische studies. Bovendien heeft de studie toepassingen voor andere ziekteprocessen die de sinonasale holtes aantasten.