Ex vivo preclinical model to study the treatment of respiratory disease with pulmonary delivery of aerosol
Modèles précliniques ex vivo pour l'étude de la délivrance pulmonaire d'aérosols dans le traitement de pathologies pulmonaires
Résumé
Pulmonary delivery seem to be a preferential choice for the treamt of respiratory diseases. However, optimal targeting should be reached to increase efficacy and decrase the risk of side effects. Thus, research is needed to improve aerosol delivery devices. However, ethical restrictions related to human experiment are not in agreement with the previous statement. Therefore, preclinical model are needed but could lack of relevance or generated date could be hard to extrpolate. The present work aimed to develop a panel of preclinical ex vivo respiratory models to systematise knowledge to facilitate the clinical transfer of aerosol technologies. For each developed ex vivo model, the aerosol deposition pattern was assessed and compared to human and/or animal data to ensure the extrapolability of the results and to position the model among the available preclinical models. Applications, such as the optimal position of a nebuliser during invasive mechanical ventilation or the deposition profile of electronic cigarette aerosol, were performed. The developed ex vivo models showed comparability with patients deposition profile of aersosol, as well as their utility as a new preclinical tool fitting 3R guidelines to complete exisiting preclinical models in aerosol therapy.
La délivrance pulmonaire semble être une voie d’administration préférentielle pour le traitement des pathologies respiratoires mais nécessite un ciblage des dépôts pour accroître leur efficacité et réduire le risque d’effets indésirables. Afin d’améliorer les dispositifs d’aérosolthérapie de futures recherches sont nécessaires. Les restrictions éthiques liées à l’expérimentation sur la personne humaine ne sont pas compatibles avec de tels besoins. Des modèles précliniques sont nécessaires mais manquent parfois de pertinence ou sont difficilement extrapolables. Ces travaux de thèse ont donc pour objectif de développer un panel de modèles précliniques respiratoires afin de systématiser les connaissances pour permettre un transfert clinique facilité des technologies d’aérosolthérapie. Pour chaque modèle ex vivo développé, le profil de dépôt des aérosols est étudié et comparé à des données in vivo humaines et animales, afin de s’assurer de l’extrapolabilité des résultats et du placement relatif du modèle par rapport aux modèles existants. Des applications ont été réalisées, telles que la recherche d’une position optimale pour le nébuliseur en ventilation mécanique invasive ou l’étude de la régionalisation des dépôts d’un dispositif de type cigarette électronique. Les différents modèles précliniques ex vivo développées ont montré des profils de dépôts d’aérosols similaires à ceux rencontrés chez des patients ainsi que leur utilité en tant que nouvel outil de recherche préclinique, complémentaires aux modèles précliniques existants dans le cadre d’une approche 3R de la recherche en aérosolthérapie.
Origine : Version validée par le jury (STAR)