Plasma-Cytochrom c als Biomarker für traumatische Verletzungen und Prädiktor für das Ergebnis

Die Forscher schlagen vor, festzustellen, ob Plasma-Cytochrom C als klinischer Biomarker für traumatische Verletzungen dienen könnte, indem sie den Zusammenhang zwischen den Plasmaspiegeln von Cytochrom C und der Schwere der anfänglichen Verletzung bei der Ankunft im Krankenhaus, der anschließenden Entwicklung einer Organfunktionsstörung und den klinischen Ergebnissen untersuchen. Cytochrom c ist ein mitochondriales Protein, das eine entscheidende Rolle im Energiestoffwechsel spielt und die Übertragung von Elektronen vom Komplex III (d. h. Cytochrom-C-Reduktase) zum Komplex IV (Cytochrom-C-Oxidase) ermöglicht. Bei einer mitochondrialen Verletzung und je nach Schweregrad kann Cytochrom C in das Zytosol und anschließend in den Blutkreislauf freigesetzt werden. Die Begründung für dieses Projekt ergibt sich aus: (1) Beobachtungen am Resuscitation Institute in Tiermodellen für Herzstillstand und Wiederbelebung, bei denen Plasma-Cytochrom C direkt mit der Schwere der linksventrikulären Dysfunktion nach der Wiederbelebung und umgekehrt mit dem Überleben korreliert, und (2) Beobachtungen von anderen, die über einen Zusammenhang zwischen Plasma-Cytochrom C und der Schwere der Organverletzung berichten. Die Forscher gehen davon aus, dass das bei der Ankunft im Krankenhaus gemessene Plasma-Cytochrom C die Schwere der anfänglichen traumatischen Verletzung widerspiegelt, die sich aus den Gesamteffekten einer direkten Verletzung von Organen, einer ischämischen Verletzung infolge von Blutverlust, Verzögerungen bei der Stabilisierung und einer bereits bestehenden Komorbidität ergibt – alles Faktoren, die dazu beitragen kann Mitochondrien schädigen. Die Forscher gehen außerdem davon aus, dass der anfängliche Cytochrom-C-Plasmaspiegel in Kombination mit den während der folgenden drei Tage des Krankenhausaufenthalts gemessenen Werten mit der Entwicklung einer Organfunktionsstörung und den klinischen Ergebnissen korreliert. Der aktuelle Vorschlag gliedert sich in drei spezifische Ziele:

Spezifisches Ziel 1 (Sammlung von Blutproben und klinischen Daten): Für dieses Ziel plant der Ermittler die Aufnahme von 100 aufeinanderfolgenden Traumaopfern, die über einen Zeitraum von 8 Monaten in das Advocate Lutheran General Hospital (ALGH) eingeliefert werden und sich mit Einzel- oder Multisystemverletzungen vorstellen und einen bestimmten Eintrag erfüllen und Ausschlusskriterien wurden entwickelt, um ein breites Spektrum an Verletzungsschweregraden sicherzustellen. Die Blutentnahme erfolgt innerhalb von 15 Minuten nach Ankunft im Krankenhaus (z. B. in der Notaufnahme oder im Operationssaal) und anschließend nach 24, 48 und 72 Stunden. Das Plasma wird abgetrennt und bei -80 °C für die anschließende Chargenmessung von Cytochrom C (und anderen Markern für mitochondriale Schäden, die zum Zeitpunkt der Analyse verfügbar werden können) im Resuscitation Institute der Rosalind Franklin University of Medicine and Science gelagert ( RFUMS). Klinische Daten werden aus klinisch verwendeten Instrumenten extrahiert – einschließlich des Illinois Trauma Registry Worksheet und der Krankenakte – und verwendet, um: (i) den Schweregrad der anfänglichen traumatischen Verletzung durch Berechnung des Trauma Score – Injury Severity Score (TRISS) zusammen mit einer detaillierten Aufzeichnung aufzuzeichnen Beurteilung der Verletzung einzelner Organe; (ii) die Schwere des Blutverlusts anhand des Grunddefizits und des Transfusionsbedarfs abschätzen; (iii) die spätere Entwicklung einer Organdysfunktion durch Berechnung des Multiple Organ Dysfunction Score (MODS) und des Sequential Organ Failure Score zu bestimmen; und (iv) die Ergebnisse bewerten, indem die Aufenthaltsdauer auf der Intensivstation (ICU), die Aufenthaltsdauer im Krankenhaus, das Überleben bei Entlassung aus dem Krankenhaus und der Funktionsstatus bei Entlassung aus dem Krankenhaus gemessen werden.

Spezifisches Ziel 2 (Analyse von Plasma-Cytochrom c): Gefrorene Proben von arteriellem Plasma, die bei -80 °C bei ALGH gelagert werden, werden an das Resuscitation Institute der RFU übertragen und Cytochrom c mittels Elektrochemilumineszenz gemessen.

Spezifisches Ziel 3 (statistische Analyse und Modellierung): Es wird eine Datenbank ohne Patientenidentifikatoren erstellt, in der die klinischen Informationen mit Werten von Plasma-Cytochrom-C-Spiegeln und anderen Markern zusammengeführt werden, sobald diese verfügbar sind. In Anbetracht des Pilotcharakters des Projekts wird die statistische Modellierung und Analyse in erster Linie explorativ sein und sich auf die Identifizierung von Beziehungen zwischen den Plasma-Cytochrom-C-Spiegeln bei der Ankunft im Krankenhaus und klinischen Elementen konzentrieren, die zur Schwere der primären traumatischen Verletzung beitragen. Die Analyse und Modellierung umfasst auch die Untersuchung des Vorhersagewerts der anfänglichen und nachfolgenden Plasma-Cytochrom-C-Spiegel für die Entwicklung von Organfunktionsstörungen und klinischen Ergebnissen.

Das langfristige Ziel des Projekts besteht darin, Plasma-Cytochrom C als Biomarker für traumatische Verletzungen und andere klinische Zustände im Zusammenhang mit mitochondrialen Verletzungen zu entwickeln, der am Krankenbett – d. h. nach der Entwicklung von Point-of-Care-Assays – zur (1) Beurteilung des Schweregrads verwendet werden könnte der Erkrankung, (2) Prognose des Krankheitsverlaufs und (3) klinische Forschung zu neuartigen therapeutischen Interventionen zur Reduzierung mitochondrialer Verletzungen.