O Papel dos Eicosanóides nas Ações Cardiovasculares de Nanopartículas Inaladas (ECOARM)

Este estudo investigará os efeitos biológicos da inalação de diferentes nanopartículas em voluntários saudáveis. Vamos comparar 4 tipos diferentes de nanopartículas: nanopartículas de escape de diesel (uma nanopartícula com uma mistura complexa de produtos químicos), nanopartículas de negro de fumo (uma nanopartícula de carbono 'simples e limpa') e dois tamanhos diferentes de óxido de grafeno (flocos planos de carbono), assim como a inalação de ar filtrado para comparação. Os voluntários serão divididos aleatoriamente em 2 grupos e cada um será exposto a 3 nanopartículas, separadamente em uma ordem aleatória, com pelo menos 2 semanas entre as exposições (Estudo de coorte com delineamento cruzado randomizado duplo cego).

Visita de triagem Serão recrutados 30 voluntários saudáveis ​​não fumantes. O voluntário participará de uma visita de triagem no Clinical Research Facility (CRF) no Royal Infirmary of Edinburgh (RIE). A elegibilidade será confirmada e o consentimento obtido. Medições iniciais da função pulmonar (FEV1, FVC), pressão arterial e bioquímica sanguínea serão feitas. O participante será solicitado a realizar um teste de exercício curto em uma bicicleta ergométrica para determinar a carga de trabalho da bicicleta para o estudo principal.

Visita de estudo Em cada visita, medidas de linha de base serão tomadas no CRF. O participante será levado a uma instalação móvel para respirar um nível definido de nanopartículas (concentração alvo de 200 microgramas por metro cúbico) por meio de uma máscara facial por 2 horas enquanto anda de bicicleta intermitentemente. A câmara de exposição móvel permite que os voluntários inalem poluentes atmosféricos específicos (típicos de um ambiente urbano), nanopartículas ou gases em concentrações precisas durante o exercício. As nanopartículas serão obtidas como materiais de referência padrão ou por síntese personalizada no National Graphene Institute da Universidade de Manchester. Todas as suspensões de nanopartículas são bem caracterizadas, livres de contaminação e foram extensivamente testadas em modelos pré-clínicos.

Após a exposição o participante retornará ao CRF e função pulmonar e pressão arterial remedidas. O sangue será retirado através de uma cânula em uma grande veia no braço em horários definidos após a exposição (15 min, 2h, 4h) para medição de eicosanóides e outros indicadores de uma resposta hematológica (por exemplo, uma resposta inflamatória). O sangue será lentamente retirado (10 mL/min durante 5 min) através de um tubo para um pequeno equipamento chamado Câmara de Badimon, que mede a rapidez com que o sangue coagula. A capacidade de resposta dos vasos sanguíneos no braço será medida por uma técnica chamada pletismografia do antebraço. Aqui, os manguitos são inflados ao redor do pulso e na parte superior do braço e o fluxo sanguíneo é medido por um medidor sensível ao redor do antebraço. Duas drogas vasodilatadoras diferentes (acetilcolina e nitroprussiato de sódio) serão infundidas em uma artéria do braço para ver como a exposição às nanopartículas alterou a maneira como os vasos sanguíneos do braço respondem a essas drogas. O sangue também será coletado após cada medicamento para medir as substâncias que são liberadas da parede das artérias para dar mais indicações sobre a saúde da artéria. A cânula será removida e a função pulmonar e a pressão sanguínea serão novamente medidas. O participante terá permissão para descansar, com comida e bebida, antes de deixar o hospital.

Amostras biológicas (sangue e urina) serão usadas para medir uma variedade de parâmetros cardiovasculares no RIE e na Universidade de Edimburgo. O endpoint primário para o estudo é a medição de um painel de mediadores lipídicos chamados eicosanóides, que será realizado por nossos colaboradores da University of Highlands and Islands que possuem instalações lipidômicas especializadas e experiência nesta área.

Protocolo abreviado Serão recrutados 12 voluntários adicionais para realizar uma versão abreviada do protocolo principal. O protocolo é idêntico ao anterior, exceto que o fluxo sanguíneo do antebraço, o estudo de Badimon e o ponto de tempo t=4 foram removidos. Esses estudos serão usados ​​para permitir um monitoramento adicional do efeito das nanopartículas durante as visitas iniciais.