Makrofagehæmmende faktor og højmobilitetsgruppe-1-protein hos børn, der gennemgår kardiopulmonal bypass

FORMÅL: At dokumentere tilstedeværelsen eller fraværet af de proinflammatoriske cytokiner macrophage migration inhibitory factor (MIF) og high-mobility group-1 protein (HMG-1) i serum og myokardium hos børn, der gennemgår cardiopulmonal bypass (CPB) og at korrelere tilstedeværelsen eller fravær af disse cytokiner med klinisk resultat efter CPB

BAGGRUND: MIF, et 12,5 kD protein opdaget i 1960'erne som et stof produceret af sensibiliserede T-lymfocytter involveret i forsinket type overfølsomhed, er dukket op som et nøglecytokin i det medfødte immunrespons på infektiøse og inflammatoriske stimuli. Kilder til MIF omfatter monocytter/makrofager, hypofysen, lever, nyre, milt og hjerne. MIF frigives som reaktion på forskellige stimuli, herunder lipopolysaccharid (LPS), toksisk shocksyndrom toksin-1, tumornekrosefaktor (TNF) og interferon (INF). Når først det er frigivet, fremmer MIF udskillelsen af ​​andre proinflammatoriske mediatorer af makrofager og T-celler, hvilket intensiverer kroppens immunrespons. Derudover har MIF den unikke evne til at tilsidesætte de antiinflammatoriske og immunsuppressive virkninger af glukokortikoider (Calandra et al., Nature Medicine, feb 2000). MIF i kombination med LPS forstærker dødeligheden i murine endotoxemia-modeller, og administration af anti-MIF-antistoffer øger overlevelsen i murine sepsis-modeller. (Calandra et al., Nature Medicine, feb 2000). Derudover er MIF knockout musemodeller resistente over for dødelige doser af LPS (Bozza et al., J Exp Med, Jan 1999).

HMG-1, et 30 kD protein opdaget i 1973, er et ikke-histon kromatin-associeret protein, der tjener som et DNA-bindende protein involveret i nukleosomstabilisering, facilitering af gentranskription og som en modulator af steroid hjemmereceptoraktivitet. For nylig er HMG-1 blevet impliceret som et monocyt/makrofageafledt cytokin, der tjener som en sen mediator af endotoksindødelighed (Wang et al., Science 1999). Murine og humane makrofager/monocytter frigiver store mængder HMG-1 18 timer efter eksponering for bakterielt endotoksin. Serum-HMG-1-niveauer stiger 16-36 timer efter LPS-administration i murine dødelige endotoxemia-modeller. Administration af anti-HMG-antistoffer dæmper dødeligheden i disse modeller, selv når de administreres 2 timer efter LPS-eksponering. Oprenset rHMG-1 er dødelig for LPS-responsive og LPS-resistente mus. HMG-1-niveauer er øget hos patienter med sepsis og er højere hos ikke-overlevere end hos overlevende. (Wang et al., Science 1999). HMG-niveauer er også øget hos patienter med hæmoragisk shock (Ombrellino et al., Lancet 1999). HMG-1 inducerer TNF-frigivelse af dyrkede humane perifere blodmonocytter (Andersson et al., J Exp Med, 2000).

Kardiopulmonal bypass (CPB) udløser en inflammatorisk tilstand forbundet med endotoksæmi og cytokinforhøjelse (Lequier et al., Chest, juni 2000). Cytokiner er kendt for at have dybtgående virkninger på hjertefunktionen ved sepsis. Hjertedepression opstår almindeligvis efter CPB og kan være relateret til cytokinforhøjelse. Rollen af ​​MIF og HMG-1 i den CPB-inducerede inflammatoriske tilstand er ukendt. Vi har påvist tilstedeværelsen af ​​MIF i murint hjertevæv som respons på LPS og udfører i øjeblikket tidsforløbsundersøgelser og funktionelle assays, der undersøger murin hjertemyocytrespons på MIF-stimulus. For at undersøge den kliniske relevans af vores laboratoriedata og yderligere karakterisere den inflammatoriske tilstand, der opstår efter CPB, vil vi gerne indhente humane data, der korrelerer MIF-niveauer i humant serum og myokardium med klinisk resultat efter CPB. Da myokardiedepressionen set efter CPB opstår 12-24 timer efter CPB, hvilket tyder på, at en sen mediator af inflammation kan være vigtig ved post-CPB myokardiedepression, vil vi gerne vurdere for HMG-1 i serum fra patienter, der gennemgår CPB og korrelere tilstedeværelsen eller fraværet af HMG-1 med klinisk resultat.

KONCIS RESUMÉ AF PROJEKTET: Vi foreslår at studere en population af spædbørn og børn, der gennemgår operativ reparation af medfødt hjertesygdom, hvor der er en forventning om, at hjertevæv vil blive fjernet. Patienterne vil få en vurdering af hjertefunktionen ved ekkokardiografi samt blodanalyser for tumornekrosefaktor (TNF), interleukin-6, interleukin-8, interleukin-10, komplement 3a, MIF og HMG-1 før operation. Hjertevæv, fjernet som en planlagt del af den kirurgiske procedure, vil blive analyseret for MIF såvel som for tegn på apoptose, en potentiel mekanisme for celledød og myokardiedysfunktion som reaktion på MIF eller HMG-1. Patienterne vil blive overvåget i PICU for en række kliniske udfaldsindikatorer, herunder vitale tegn, væskestatus, inotropisk behov, syre-base status osv. Blod vil blive udtaget før operationen og kl. 1, 8, 24, 48 og 72 timer postoperativt til cytokinanalyser for at karakterisere den inflammatoriske respons hos hver patient. Vi vil derefter afgøre, om MIF og/eller HMG-1 niveauer korrelerer med det kliniske resultat.

KILDER TIL FORSKNINGSMATERIALE: Blod vil blive udtaget præ- og postoperativt som beskrevet. Hjertevæv vil blive opnået på tidspunktet for operationen som en rutinemæssig del af proceduren. De biokemiske analyser udført på prøverne er kun til forskningsformål. Kliniske data vil blive indhentet fra rutinemæssigt registrerede data fra hver patients elektroniske PICU-diagram.

REKRIUTERING AF EMNE: Forsøgspersonerne vil blive rekrutteret præoperativt i kardiologisk klinik eller PICU. Skriftligt informeret samtykke vil blive indhentet fra en forælder/værge af en af ​​undersøgelsens efterforskere.

POTENTIELLE RISICI: Deltagelse i undersøgelsen vil ikke medføre yderligere ubehag eller stress for patienten/familien. Fjernelse af hjertevæv vil være en planlagt del af den hjertekirurgiske reparation uanset undersøgelsesdeltagelse. Blodprøver vil blive taget fra et indlagt vaskulært kateter, der rutinemæssigt placeres før operationen, og vil blive indsamlet på tidspunkter, hvor rutinemæssige præ- og postoperative tests normalt udføres. Mængden af ​​udtaget blod (~4cc/prøve) bør ikke forårsage nogen hæmodynamisk kompromittering eller resultere i yderligere blodproduktudskiftning. Alle patienter vil modtage den samme kvalitetspleje og overvågning i PICU uanset undersøgelsesdeltagelse. Patienter vil ikke være ansvarlige for omkostninger, der udelukkende genereres fra forskning.

SÆRLIGE FORHOLDSREGLER: Alle blodprøver vil blive udtaget på en steril måde. Hjertevæv vil blive indhentet på operationsstuen som en rutinemæssig del af det kirurgiske indgreb.

BIOSTATISTIK: En tilfældig prøve på 30 forsøgspersoner vil blive udvalgt for at bestemme, hvorvidt MIF og HMG-1 er til stede i hjertevævet samt serum opnået før og efter CPB som beskrevet ovenfor. Beskrivende statistik over patientdemografi og plasma- og vævskoncentrationer af indikerede cytokiner vil blive korreleret til kliniske udfaldsvariabler.