Les maladies respiratoires posent des défis importants à la santé publique mondiale, nécessitant une compréhension globale de leurs mécanismes sous-jacents et des interventions thérapeutiques potentielles. Alors que les chercheurs s'efforcent de combler le fossé entre les investigations précliniques et les résultats cliniques, l'évaluation précise du volume expiré forcé (FEV) et de la capacité vitale forcée (FVC) apparaît comme une pierre angulaire pour établir la pertinence translationnelle.
Le FlexiVent FX peut être facilement équipé du Prolongation du VEMS (Figure 1) pour fournir un phénotype complet et complet de la fonction pulmonaire de tout modèle de maladie pulmonaire. Cette note d'application met en évidence le rôle inestimable des mesures de l'extension VEMS dans la traduction des résultats précliniques en avantages tangibles pour la santé respiratoire humaine.
Figure 1 – Le flexiVent FX équipé de l'extension FEV
Dans l'asthme, l'obstruction et l'inflammation des voies respiratoires sont des caractéristiques clés, provoquant un rétrécissement des voies respiratoires et une diminution du débit d'air. La surveillance du VEMS et de la CVF permet d'évaluer l'étendue de cette obstruction et la réactivité des muscles lisses bronchiques. Dans la littérature, divers modèles murins d'asthme ont montré une diminution significative du VEMS et de la CVF après des provocations à la méthacholine, indiquant une restriction du débit d'air1,2.
Les bronchodilatateurs sont la pierre angulaire du traitement de l'asthme, procurant un soulagement rapide en relaxant les muscles lisses des bronches et en améliorant la circulation de l'air. En mesurant les modifications du VEMS et de la CVF avant et après l'administration de bronchodilatateurs tels que le mépenzolate dans des modèles animaux, les chercheurs peuvent évaluer la réactivité des voies respiratoires à ces traitements.3.
Les mesures du VEMS et de la CVF permettent également aux chercheurs d'évaluer l'efficacité de médicaments candidats tels que le Dupiluimab ou d'interventions visant à améliorer la fonction pulmonaire et à réduire l'inflammation des voies respiratoires.4. Il a été démontré que le dupiluimab a un rôle protecteur sur le déclin de la fonction pulmonaire du VEMS dans des modèles d'asthme précliniques4. Ces résultats positifs dans des modèles animaux peuvent guider le développement de nouveaux traitements contre l'asthme.
La fibrose pulmonaire implique l'accumulation de tissu cicatriciel dans les poumons, ce qui entraîne une altération de la fonction pulmonaire. Les modèles murins de fibrose présentent généralement un profil restrictif, avec un VEMS, une CVF et un volume expiré maximal (PEF) réduits1,5. Les traitements expérimentaux entraînant des améliorations de ces paramètres peuvent fournir une justification solide pour faire avancer les traitements jusqu'aux essais cliniques. Par exemple, des études récentes ont confirmé les impacts thérapeutiques de l'inhibition de l'ALK5 grâce à l'amélioration du VEMS dans leur modèle murin de fibrose pulmonaire6.
La surveillance du VEMS et de la CVF en conjonction avec des analyses histologiques, moléculaires et d'imagerie peut aider à corréler les changements de la fonction pulmonaire avec des caractéristiques pathologiques spécifiques, telles que l'activation des fibroblastes, le dépôt de collagène (hydroxyproline) et l'inflammation 1,5,7 comme dans la figure 2. Cela aide à mieux comprendre la relation entre les changements structurels et la déficience fonctionnelle.
Figure 2 - Corrélation entre CVF et hydroxyproline pulmonaire chez des souris exposées à la bléomycine4
L'emphysème est un type de maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC) caractérisée par la destruction du tissu pulmonaire, entraînant une réduction de la fonction pulmonaire. La surveillance du VEMS et de la CVF dans des modèles animaux permet aux chercheurs d'évaluer quantitativement l'étendue des troubles de la fonction pulmonaire et du débit d'air, qui sont les caractéristiques de l'emphysème.
Les souris emphysémateuses présentent une diminution du FEV et du PEF ; caractéristique d'un phénotype obstructif comme le montre la figure 31,8,9. Des changements dans ces paramètres peuvent aider les chercheurs à comprendre comment l'emphysème évolue et à déterminer les moments les plus appropriés pour les études d'intervention.
Figure 3 - Boucles de volume de débit dans le modèle de fibrose à la bléomycine par rapport au modèle d'emphysème PPE1.
Des études récentes ont examiné de nouvelles stratégies innovantes pour traiter l'emphysème pulmonaire, en tirant parti du VEMS flexiVent pour obtenir des données translationnelles pertinentes. Dans une première étude, la viabilité thérapeutique des nanoparticules encapsulées par AM80 a été explorée dans un modèle murin de BPCO induit par l'élastase10. L'administration d'Am80 a entraîné des améliorations notables de la fonction respiratoire (FEV). Une autre étude a examiné les effets du traitement au CBD-FGF2 sur divers paramètres de la fonction pulmonaire, les capacités pulmonaires, le VEMS et la compliance statique, dans des groupes distincts.11. Remarquablement, les souris soumises au CBD-FGF2 ont affiché des améliorations marquées de la capacité pulmonaire, par rapport au groupe non traité. Ces études mettent en évidence le potentiel des thérapies Am80 et CBD-FGF2 pour atténuer la fonction pulmonaire compromise dans les modèles de souris BPCO.
L'exposition à la cigarette et à la cigarette électronique peut entraîner une inflammation des voies respiratoires, une production de mucus et une altération de la fonction pulmonaire. La surveillance du VEMS et de la CVF dans des modèles animaux après une exposition à la fumée aide les chercheurs à comprendre comment une exposition soutenue contribue aux changements persistants de la fonction pulmonaire et au développement de maladies respiratoires chroniques.
Dans des études récentes, l'exposition à la fumée de cigarette, IQOS ou e-cigarette a eu un impact négatif sur la fonction pulmonaire et les paramètres de débit (FEV, FVC) dans des modèles murins d'exposition à la fumée12,13,14. D'autres études ont même exploré l'exposition maternelle à la vapeur de cigarette électronique, révélant un dysfonctionnement pulmonaire persistant (diminution du VEMS) et des déficiences structurelles chez la progéniture adulte, démontrant l'influence durable de in utero exposition à la vapeur de cigarette électronique14.
Les maladies infectieuses, en particulier celles affectant les voies respiratoires, peuvent provoquer divers degrés d'inflammation pulmonaire, d'œdème et de lésions tissulaires. Le suivi du VEMS et de la CVF dans ces modèles permet de quantifier directement les conséquences fonctionnelles de ces infections sur le système respiratoire.
Dans une étude préclinique récente sur la pneumonie, la thérapie régénérative basée sur les microARN a été introduite comme une nouvelle approche du traitement des infections microbiennes. Dans Streptococcus pneumoniae souris infectées, le traitement au miARN-302 a amélioré la fonction pulmonaire (FEV, FVC), facilitant la récupération de l'hôte, comme le montre la figure 415. Des études supplémentaires ont observé une baisse similaire du VEMS/CVF dans des modèles précliniques de virus de la grippe co-infectés et Haemophilus influenzae16.
Figure 4 - miR-302 améliore les mesures de la fonction pulmonaire telles que la conformité, le VEMS et la CVF15
Les polluants environnementaux, y compris les particules, l'ozone et les composés organiques volatils, peuvent entraîner une inflammation des voies respiratoires, un stress oxydatif et une réduction de la fonction pulmonaire. Une diminution des paramètres de la fonction pulmonaire, y compris le VEMS et la CVF, a été signalée dans des modèles précliniques d'arsenic inhalé, de noir de carbone, d'ozone, de cobalt et de particules d'échappement diesel.17,18,19,20.
La recherche sur les effets de la pollution sur la santé, étayée par des données sur la fonction pulmonaire, peut être utilisée à des fins éducatives pour sensibiliser le public aux risques d'exposition à la pollution et promouvoir des changements de comportement qui réduisent l'exposition.
En conclusion, les mesures du VEMS et de la CVF dans les modèles animaux de maladies respiratoires jouent un rôle central dans la compréhension des mécanismes de la maladie, l'évaluation de la gravité, le test des interventions et l'établissement de la pertinence translationnelle. Ces paramètres de la Prolongateur VEMS flexiVent fournir des données quantitatives qui aident les chercheurs à combler le fossé entre la recherche fondamentale et la pratique clinique, contribuant ainsi au développement de nouveaux traitements et à l'amélioration des soins aux patients.
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