Exploratory Clinical Study of Neutrophil Activation Probe (NAP) för optisk molekylär avbildning i mänskliga lungor (NAP)

Akut lungskada (ALI)/andnödssyndrom hos vuxna (ARDS) är kliniskt viktigt (16 % av mekaniskt ventilerade patienter får ALI, varav en tredjedel dör), men ingen farmakologisk terapi har visat sig påverka resultatet signifikant. Detta beror delvis på otillräcklig stratifiering av patienter med neutrofil dominerande ALI/ARDS och oförmågan att fastställa sjukdomsaktivitet och därmed målterapi.

Molecular Imaging (MI) erbjuder en potentiell strategi för att visualisera neutrofilaktivitet in vivo in situ. FDG PET har faktiskt använts för att avbilda neutrofil aktivitet men det är inte en modalitet vid sängkanten, och att flytta kritiskt sjuka patienter till fjärrskannrar är farligt och dyrt och det finns för närvarande inga "smarta" MI-lösningar vid sängkanten som kan vägleda, på cellulära/ funktionsnivå, den diagnostiska eller terapeutiska vägen hos patienter med inflammatorisk lungsjukdom. På ICU finns det faktiskt ett specifikt behov av att snabbt diagnostisera patienter med försämrat gasutbyte, särskilt de med lungröntgen (CXR) skuggning. Sådana CXR-infiltrat beror på många orsaker, inklusive hjärtsvikt, vätskeöverbelastning, sekundär lunginflammation och ALI/ARDS. Alla kräver olika behandlingar, men för närvarande är alternativen för att särskilja dessa tillstånd starkt begränsade, vilket resulterar i empirisk "blunder" antimikrobiell terapi och icke-korrigering av det primära tillståndet. Det finns nu ett trängande behov av att snabbt stratifiera sådana patienter för att informera fokuserad implementering av specifika riktade terapier.

Aktiverade neutrofiler och deras histotoxiska produkter, särskilt humant neutrofilt elastas (HNE), har varit specifikt involverade i patogenesen av ALI/ARDS, och det finns ett stort kliniskt intresse för nya läkemedel inom detta område. Emellertid finns det för närvarande inget sätt att snabbt avgöra om nya terapeutiska kandidater utövar sina förutsagda effekter in situ i den mänskliga lungan innan de påbörjar stora kliniska prövningar. En sådan lösning skulle oundvikligen påskynda nya läkemedels väg till klinisk tillämpning.

Den föreslagna lösningen: sondbaserad konfokal laserendomikroskopi (pCLE) i kombination med direkt intrapulmonell instillation av mikrodoser (farmakologiskt inaktiva och icke-toxiska) av en mycket specifik och känslig "smartprobe" (NAP) kommer att detektera neutrofil aktivitet och närvaron av aktiv HNE i lungorna hos ventilerade intensivvårdspatienter.

pCLE själv tillhandahåller säkert högupplösta realtidsbilder av den mänskliga lungan med cellulär upplösning in situ. Ensam ger den dock ingen funktionell eller molekylär information. Utredarna har därför inlett ett upptäcktsprogram för att syntetisera mycket känsliga smartprober, detekterbara av pCLE och specifikt riktade mot viktiga inflammatoriska händelser. Detta ger en ny dimension av klinisk tillämpning för denna banbrytande teknologi. NAP, prototypen har nu validerats in vitro och in vivo där den är effektiv vid en dos på < 10 µg och genererar en kraftfull fluorescerande signal på < 30 sekunder. Vår pilotstudie syftar till att tillämpa den kombinerade användbarheten av pCLE och NAP på friska frivilliga och patienter med inflammatorisk lungsjukdom. Studien kommer också att ge en prototypisk grund som kan appliceras på framtida smartprober, inte bara i lungan utan i alla organ som är tillgängliga för endoskopi.

Den primära slutpunkten kommer att vara en proof of concept demonstration av att denna teknik kan användas för att visualisera aktiverade neutrofiler över bakgrundsautofluorescens. Andra slutpunkter inkluderar säkerhet. Utredarna ska också bedöma alveolär (genom bronkoskopi) neutrofilaktivering och elastasaktivitet hos patienter. Demonstration av aktiverade neutrofiler av pCLE på ICU skulle förväntas leda direkt till kliniska prövningar på patienter med ALI/ARDS.