Ostre uszkodzenie płuc (ALI) to zagrażająca życiu choroba zapalna charakteryzująca się hipoksemią tętnic, obrzękiem płuc, osłabioną integralnością bariery śródbłonkowo-nabłonkowej oraz masywną infiltracją komórek odpornościowych do płuc1. Patofizjologia ALI jest złożona i obejmuje wzajemne oddziaływanie oraz zakłócanie wielu nakładających się i oddziałujących szlaków, takich jak krzepnięcie, uszkodzenie tkanek oraz zarówno zapalenie płuc, jak i ogólnoustrojowych. Szybkie tłumienie tej reakcji zapalnej jest kluczowe dla przywrócenia homeostazy tkanek. Jeśli nie zostanie leczone, to szybko postępujące zaburzenie często eskaluje do Zespołu Ostrego Niedożywienia Oddechowego (ARDS), poważniejszego stanu charakteryzującego się oporną hipoksemią. Patogeneza ALI wiąże się z uszkodzeniem płuc oraz uszkodzeniem lub śmiercią komórek nabłonka pęcherzykowego i komórek śródbłonka mikronaczyniowego 1,2,3,4.
Etiologia odpowiedzialna za ALI/ARDS obejmuje szeroki zakres czynników zakaźnych i niezakaźnych, pochodzących zarówno z bezpośrednich, jak i pośrednich źródeł uszkodzenia płuc5. Bezpośrednie przyczyny to zapaleniepłuc 6, bliskie utonięciu7, zachłanianie zawartości żołądka8, wdychanie toksyn, takie jak gaz chlorowy9, infekcja bakteryjna10 oraz infekcje wirusowe, takie jak SARS-CoV-2 11,12,13,14. Przyczyny pośrednie wynikają z procesów ogólnoustrojowych, które wtórnie oddziałują na płuca, w tym sepsa15, uraz16, zapalenie trzustki17, przedawkowanie leków oraz transfuzje krwi18.
Głównym celem tej metody jest ustanowienie powtarzalnego i nieinwazyjnego modelu ALI u gryzoni poprzez endoksynę endotoksynę za pomocą tchawic. Uzasadnienie opracowania tej techniki wynika z ograniczeń konwencjonalnych metod podawania. Technika ta została zademonstrowana z celem precyzyjnego bezpośredniego podawania do pęcherzyków płucnych, minimalizowania ogólnoustrojowej ekspozycji i czynienia jej obiecującym podejściem do przyszłych ukierunkowanych terapii płucnych. Instylacja donośna stawia przed sobą kilka wyzwań, z których niektóre mogą znacząco wpływać na wyniki badań, takie jak słabe ukierunkowanie na głębokie obszary płuc oraz zmienność oddechowa u zwierząt19. Inne czynniki, takie jak ograniczona objętość dawki i potencjalne podrażnienie nosa, są mniej istotne, ale mogą wpływać na spójność. Dla porównania, podanie endotrachealnym zapewnia dokładniejsze i bezpośrednie podanie do dolnych dróg oddechowych, zapewniając lepsze celowanie i równomierność dawkowania płuc przy minimalnej zmienności między zwierzętami, co czyni tę drogę skuteczniejszą i bardziej niezawodną przy ekspozycji płuc20. Metoda inhalacji jest klinicznie istotna ze względu na nieinwazyjny charakter, ale wiąże się też z pewnymi ograniczeniami badań przedklinicznych, takimi jak utrata leków w górnych drogach oddechowych oraz zmniejszona skuteczność w celowaniu w dalsze obszary płuc. Te ograniczenia stają się bardziej widoczne w ciężkich modelach, w tym w przypadku urazów podwójnych lub modelach genetycznie zmodyfikowanych z myszami knock-in lub knock-out. Natomiast podawanie endotrachealnej zapewnia większą spójność bezpośredniego podawania leku do dolnych dróg oddechowych, minimalizując straty i umożliwiając skuteczne celowanie w złożonych modelach przedklinicznych21. Inną istotną metodą podawania stosowaną w badaniach przedklinicznych jest inwazyjne podanie intratchealne. Choć jest skuteczny, wiąże się z ryzykiem stresu chirurgicznego, infekcji, zmienności odczytu oraz konieczności utrzymania temperatury22. Natomiast metoda endotrahealna stanowi niezawodną, nieinwazyjną alternatywę, co czyni ją idealną do badań obejmujących powtarzające się oceny przez dłuższe okresy obserwacji.
Metoda ta może być stosowana w modelach zwierzęcych poza ALI, w tym astmie, włóknieniu płuc, POChP, zapaleniu płuc oraz zakaźnych chorobach płuc. Jest również istotny w obszarach badań przedklinicznych, takich jak anafilaksja, zatrzymanie akcji serca i arytmie serca. Warto zauważyć, że metoda endotrachealna jest już ugruntowana w praktyce klinicznej do podawania niektórych leków, w zależności od pilności i sytuacji klinicznej 23,24,25.