Determinando o pH das vias aéreas por níveis de óxido nítrico exalado compartimental durante o desafio de tampão alcalino

Os desequilíbrios do pH das vias aéreas causam inúmeras alterações fisiológicas adversas nas vias aéreas, incluindo hiper-reatividade, tosse, broncoconstrição, ciliopatia, diminuição da resposta a broncodilatadores, crescimento bacteriano, estresse nitrosativo/oxidativo, inflamação neutrofílica/eosinofílica e morte celular. Sabe-se que o pH das vias aéreas é baixo (ácido) em doenças pulmonares crônicas e agudas. A abordagem padrão-ouro para medir o pH das vias aéreas é obter broncoscopicamente o fluido do revestimento celular epitelial usando uma amostra de escova protegida. O custo e a natureza invasiva dessa abordagem são uma barreira para a caracterização completa do papel do pH das vias aéreas na saúde e na doença. Neste estudo, o investigador avaliará métodos clínicos não invasivos que podem ser feitos usando equipamentos padrão em laboratórios de função pulmonar clínica para medir o pH das vias aéreas.

A equipe do estudo demonstrou anteriormente que o pH do condensado da respiração exalada (EBC) e as alterações na fração exalada de óxido nítrico coletado a 50mL/s (FeNO50) após a inalação de um tampão de glicina alcalina (AGB) indicam baixo pH das vias aéreas. Embora o pH do EBC seja o método mais comum e validado para estimar o pH das vias aéreas, os pesquisadores acreditam que a alteração no FeNO50 é o teste mais sensível para o pH geral das vias aéreas. Especificamente, este teste proposto faz uso do fato de que o pH do nitrito/ácido nitroso (NO2-/HNO2) é um pouco abaixo de 4. O ácido nitroso libera óxido nítrico (NO) quando o pH é inferior a 6,5, e a evolução do NO para quando O pH está acima de 7. Como os níveis endógenos de NO2 nas vias aéreas humanas são normalmente baixos μM, (32) a protonação de NO2 pode ser usada como um teste não invasivo para o pH das vias aéreas. Usando a equação de Henderson-Hasselbalch, o investigador pode usar essas mudanças no NO para calcular o pH. O investigador já realizou estudos com tampão fosfato inalado e AGB, os quais mostram que pacientes específicos com asma têm uma queda significativa em FeNO50 após a inalação do tampão. Embora o FeNO50 seja validado para representar os níveis de óxido nítrico das vias aéreas médias, a amostragem pode ser feita em várias taxas de fluxo e tempos diferentes para avaliar os níveis de óxido nítrico em diferentes compartimentos do pulmão. Isso pode permitir a medição regional do pH das vias aéreas, o que seria útil, pois muitas doenças das vias aéreas são heterogêneas e regionais. O investigador caracterizará ainda mais a faixa normal de pH das vias aéreas na saúde e na doença compartimentalmente dentro das vias aéreas e, em estudos subsequentes, avaliará os efeitos da alteração clínica do pH quando for anormal.

Foi descoberto recentemente que o pH das vias aéreas é essencial para a entrada nas células das vias aéreas e a replicação do vírus SARS-CoV-2. Especificamente, uma das vias pelas quais o vírus entra nas células e se replica é bloqueada pela alcalinização intracelular. O investigador, portanto, testou para determinar se o AGB causaria alcalinização intracelular em células epiteliais primárias das vias aéreas humanas cultivadas. Ele fez; e a droga foi bem tolerada pelas células in vitro (como é in vivo).

Os investigadores acreditam que o próximo passo é determinar se o AGB inibe a replicação viral e a entrada viral em nossas culturas epiteliais primárias das vias aéreas humanas. Para fazer isso, o investigador está em parceria com o laboratório de virologia BSL3 da Universidade de Indiana. O investigador adquiriu o vírus, completou suas preparações e infectou culturas epiteliais das vias aéreas humanas com ele. A equipe do estudo está aguardando os resultados preliminares dos efeitos do AGB na entrada e replicação viral. Se, de fato, o AGB inibe a entrada de células virais e, portanto, a replicação, o investigador pretende expandir o IND com o FDA, permitindo um teste em pacientes com risco de desconforto respiratório associado à doença respiratória conhecida por COVID-2. Em última análise, os resultados deste estudo seriam propostos para incluir: mortalidade (primária); assim como o tempo de internação na UTI e a área sob a curva do índice de saturação de oxigênio (secundário). O investigador apresentou subsídios ao NIH, ao DoD e a várias outras agências para este projeto.

O estudo proposto aqui não apenas fornecerá mais informações sobre o uso de AGB em uma população maior, mas também permitirá a avaliação do pH das vias aéreas naqueles que o recebem, o que pode ser usado para orientar a terapia.