Aminopyridines Restore Ventilation and Reverse Respiratory Acidosis at Late Stages of Botulism in Mice
Notice bibliographique
Résumé
Botulinum neurotoxin (BoNT) is a potent protein toxin that causes muscle paralysis and death by asphyxiation. Treatments for symptomatic botulism are intubation and supportive care until respiratory function recovers. Aminopyridines have recently emerged as potential treatments for botulism. The clinically approved drug 3,4-diaminopyridine (3,4-DAP) rapidly reverses toxic signs of botulism and has antidotal effects when continuously administered in rodent models of lethal botulism. Although the therapeutic effects of 3,4-DAP are likely a result from the reversal of diaphragm paralysis, the corresponding effects on respiratory physiology are not understood. Here, we combined unrestrained whole-body plethysmography (UWBP) with arterial blood gas measurements to study the effects of 3,4-DAP, and other aminopyridines, on ventilation and respiration at terminal stages of botulism in mice. Treatment with clinically relevant doses of 3,4-DAP restored ventilation in a dose-dependent manner, producing significant improvements in ventilatory parameters within 10 min. Concomitant with improved ventilation, 3,4-DAP treatment reversed botulism-induced respiratory acidosis, restoring blood levels of CO2, pH, and lactate to normal physiological levels. Having established that 3,4-DAP-mediated improvements in ventilation were directly correlated with improved respiration, we used UWBP to quantitatively evaluate nine additional aminopyridines in BoNT/A-intoxicated mice. Multiple aminopyridines were identified with comparable or enhanced therapeutic efficacies compared to 3,4-DAP, including aminopyridines that selectively improved tidal volume versus respiratory rate and vice-versa. In addition to contributing to a growing body of evidence supporting the use of aminopyridines to treat clinical botulism, these data lay the groundwork for the development of aminopyridine derivatives with improved pharmacological properties. Significance Statement There is a critical need for fast-acting treatments to reverse respiratory paralysis in patients with botulism. Here, we use unrestrained, whole-body plethysmography and arterial blood gas analysis to show that aminopyridines rapidly restore ventilation and respiration, and reverse respiratory acidosis when administered to mice in terminal stages of botulism. In addition to supporting the use of aminopyridines as first-line treatments for botulism symptoms, these data are expected to contribute to the development of new aminopyridine derivatives with improved pharmacological properties.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».