Isofluran-induceret neuroinflammation hos børn med hydrocephalus

Baggrund & Betydning. Hvert år får millioner af børn generel anæstesi. Isofluran, en GABA type A (GABAA) receptoragonist er et inhaleret anæstetikum, der almindeligvis anvendes i klinisk anæstesi praksis verden over. Traditionelt er anæstetika blevet antaget at være sikre, så længe svær hypotension og hypoxi undgås. Interferering med balancen mellem excitatoriske og hæmmende neurotransmittere i den udviklende hjerne kan forstyrre dannelsen af ​​synaptiske forbindelser og forbedre de normale apoptotiske processer, der fører til neuronal beskæring og kan inducere neuroinflammation. Sådan øget neuronal beskæring og neuroinflammation kan føre til overdreven neuronalt tab på kritiske tidspunkter under hjernens udvikling og som følge heraf forårsage senere indlæringsvanskeligheder. Nylige rapporter om neurotoksicitet induceret med isofluran har udløst betydelig bekymring om sikkerheden af ​​dette middel.

Undersøgelser af neuroinflammation og apoptose efter anæstesieksponering hos menneskelige børn har været begrænset på grund af etiske og metodiske bekymringer. Undersøgelser, der er blevet udført, har i høj grad været retrospektive, befolkningsbaserede undersøgelser. Resultaterne fra disse undersøgelser har været blandede, nogle viser et fald i neurokognitiv ydeevne, nogle viser ingen ændring. Yderligere er langt størstedelen af ​​prospektiv, hypotese-drevet forskning blevet udført i dyremodeller. Udvikling af en klinisk relevant dyremodel og afprøvning af resulterende hypoteser hos mennesker er kritiske skridt til at bestemme den underliggende årsag til disse ændringer samt identificere mulige terapeutiske mål. Forskerne antager, at smågrise, der udsættes for almindeligt anvendte bedøvelsesmidler, vil udvise øget neuroinflammation sammenlignet med kontroller. Det antages yderligere, at børn, der gennemgår neurokirurgi med isofluranæstesi, vil vise tegn på øget inflammation i centralnervesystemet. Endelig antager efterforskerne, at signifikant mindre robust inflammation vil blive set hos patienter, der gennemgår MR med generel anæstesi (ingen kirurgi), hvilket indikerer en rolle af kirurgisk stress i moduleringen af ​​isofluran-induceret neuroinflammation.

Klinisk/translationel undersøgelse (NCH): Surgery Group. Patienter i alderen 0-5 år, der gennemgår generel anæstesi til ventrikuloperitoneal shunt (VPS) reparation, vil få CSF og serumprøvet ved begyndelsen af ​​operationen (efter induktion, men før kirurgisk incision) og ved slutningen af ​​operationen (efter lukning, men før fremkomst). Hver af disse patienter vil blive randomiseret til en standardiseret anæstesi. En yderligere CSF-prøve vil blive taget før udskrivning efter anæstesiplejeenheden (PACU). Disse prøver vil blive analyseret som beskrevet ovenfor. Kontrolgruppe. Patienter, der gennemgår diagnostisk MR under generel anæstesi for ikke-neurologisk patologi, vil modtage en standardiseret anæstesi. Serum vil blive opsamlet i begyndelsen og slutningen af ​​proceduren og vil blive analyseret for inflammation som ovenfor.

Kortsigtede mål: Demonstrere, at isofluran har en rolle i modulering af neuroinflammation hos mennesker. Bestem, om kirurgisk stress også har en rolle i moduleringen af ​​denne betændelse. Udvikle en klinisk relevant dyremodel til hypotesedrevet anæstetisk neuroinflammationsforskning.

Langsigtede mål: Identificer, hvilke bedøvelsesregimer, hvis nogen, der er sikre til brug i den udviklende hjerne. Identificer terapeutiske mål for forebyggelse eller behandling af anæstetika-induceret neuroinflammation. Få uafhængig føderal finansiering til fremtidig forskning og opret et eksperimentelt neurovidenskabsprogram på Nationwide Children's campus.