Wetenschap­pelijk onderzoek Endotoxine onderzoek

Endotoxine Onderzoek bij gezonde vrijwilligers

Na goedkeuring van de lokale ethische commissie en schriftelijke geïnformeerde toestemming van de proefpersoon, worden alle proefpersonen grondig gescreend voorafgaand aan opname (met behulp van medische geschiedenis, lichamelijk onderzoek, laboratoriumtests en een 12-afleidingen elektrocardiogram). De procedure en algemene vereisten voor het uitvoeren van een endotoxine blootstelling zijn als volgt:

• Op de dag van het experiment worden proefpersonen in het ziekenhuis opgenomen en ontvangen ze endotoxine, vloeistoffen en (indien van toepassing) studiemedicatie. 
• Vervolgens wordt een arteriële katheter geplaatst, bij voorkeur in de radiale slagader van de niet-dominante arm, voor frequente bloedafnames en bloeddrukmonitoring.
• Vitale signalen worden tijdens het experiment continu gevolgd met behulp van 3-afleidingen elektrocardiografie, perifere pulsoximetrie en het intra-arteriële bloeddruksignaal.
• De lichaamstemperatuur (bepaald met behulp van een oorthermometer) en de ernst van de symptomen worden elk half uur gemeten.
• Ongeveer 1 uur vóór toediening van de endotoxine worden de proefpersonen geprehydrateerd met 1,5 L natriumchloride 0,45% / glucose 2,5% oplossing, aangezien bekend is dat dit het risico op een vasovagale reactie na endotoxine toediening vermindert. Hierna wordt de toediening van vloeistof voortgezet met 150 ml/uur tot het einde van het experiment.
• Arterieel bloed wordt afgenomen bij de start van het experiment en regelmatig tijdens de endotoxinemie om de leukocytdifferentiatie en de cytokineconcentratie in de loop van de tijd te bepalen.

Afhankelijk van de opgestelde onderzoeksvragen, kunnen parameters en/of (farmacologische) interventies aan het protocol worden toegevoegd.

LPS = lipopolysaccharide (endotoxine), BP = Bloeddruk, ECG =  elektrocardiografie, NaCl = Natrium Chloride

Toepassing van het model

Systemische ontsteking speelt een cruciale rol in een veelheid van aandoeningen, waaronder sepsis, trauma, grote operaties en brandwonden. Een uitgebreide analyse van de pathofysiologie die aan deze systemische ontstekingsreactie ten grondslag ligt, wordt echter sterk bemoeilijkt door variaties in de immuunrespons van ernstig zieke patiënten. Deze variaties zijn het gevolg van inter-individuele verschillen in comorbiditeit, comedicatie, bron van infectie, oorzakelijke pathogeen en het beginmoment van de ontstekingsreactie. Deze heterogeniteit tussen patiënten belemmert de evaluatie van pathofysiologische mechanismen en bemoeilijkt een accurate vergelijking van (farmacologische) interventies. Als gevolg hiervan moeten grote aantallen patiënten worden opgenomen in klinische onderzoeken om de werkzaamheid van een interventie aan te tonen. Opvallend was dat zelfs wanneer aan deze aantallen werd voldaan, veel van de positieve resultaten die werden gevonden in preklinische (proefdier)onderzoeken naar systemische inflammatie niet konden worden gereproduceerd in dure (fase III) klinische onderzoeken. Daarom is een tussenstap hoogst gerechtvaardigd om de vertaling van preklinische resultaten naar sepsispatiënten te verbeteren.
 
Het experimentele humane endotoxine model kan worden gebruikt om bovengenoemde beperkingen van het vertalen van preklinische resultaten naar de klinische praktijk te ondervangen.
 
Het experimentele endotoxine-model kan op een sterk gestandaardiseerde en reproduceerbare wijze worden uitgevoerd, met behulp van een zorgvuldig geselecteerde homogene studiepopulatie. Als zodanig deelt het endotoxine model niet de bovengenoemde klinische beperkingen en stelt ons in staat zowel de mechanismen van systemische ontsteking als nieuwe (farmacologische) interventies bij mensen in vivo te onderzoeken.