Blaulichttherapie zur Reduzierung von Entzündungen während einer Sepsis

Hintergrund und vorläufige Daten:

Unsere Studien an Mäusen deuten darauf hin, dass die Exposition gegenüber blauem (480 nm) Licht im Vergleich zu weißem oder bernsteinfarbenem (580 nm) Umgebungslicht die Entzündungsreaktion (d. h. die Zytokinkonzentration) und das Risiko eines Organversagens (d. h. Nierenversagen) verringert und die Beseitigung und Kontrolle des infektiösen Fokus (d. h. verringerte abdominale und pulmonale Bakterienzahlen und bakterielle Ausbreitung in Gewebe der Leber und Milz) bei Mäusen, die einem Modell der Zökumligation und -punktion (CLP) oder einem Modell einer Pneumonie unterzogen wurden. Diese Daten unterstützen direkt das vorgeschlagene Projekt und die Experimente.

Die Exposition gegenüber blauem Licht nach einem Zökumligatur- und Punktionsmodell (CLP) der Sepsis reduziert die systemische Entzündung, wie durch reduzierte TNF-alpha-, IL-6- und IL-10-Serumkonzentrationen belegt wird. Diese Mäuse hatten weniger Bakterien im Abdomen und weniger Bakteriämie. Sie hatten auch ein geringeres Nierenversagen nach Sepsis im Vergleich zu Mäusen, die Umgebungslicht ausgesetzt waren. Ähnliche Daten wurden bei Mäusen beobachtet, die einem Modell von Klebsiella pneumoniae ausgesetzt waren: verbessertes Überleben, reduzierte Bakterien in der Lunge, reduzierte Bakteriämie und Verbreitung in den Geweben von Leber und Milz und reduzierte systemische Entzündung bei Mäusen, die blauem Licht ausgesetzt waren.

Bedeutung:

Unsere Daten deuten darauf hin, dass die Modulation der Eigenschaften von Licht das Potenzial hat, die Reaktion des Wirts auf Verletzungen und kritische Erkrankungen zu modifizieren und somit das Ergebnis zu verbessern. Die Fähigkeit, die Reaktion des Wirts auf den Stress großer Operationen und Sepsis zu modifizieren, birgt ein immenses Potenzial zur Verbesserung der Patientenversorgung. Wichtig ist, dass das Risiko von Licht minimal ist. Somit trägt der Eingriff, einen Patienten einem charakteristischen Lichtspektrum auszusetzen, ein sehr großes Nutzen-Risiko-Verhältnis. Die Ergebnisse dieser Studien können direkt auf eine allgemeinere Population kritisch kranker Patienten angewendet werden.

Ansatz:

Die Probanden erhalten die standardmäßige präoperative, intraoperative und postoperative Versorgung für Appendektomie oder Kolonresektion. Alle Operationen werden von einem der Chirurgen für Unfallchirurgie/Akutchirurgie am PUH durchgeführt. Patienten mit Lungenentzündung erhalten eine medizinische Standardversorgung für Lungenentzündung. Die gesamte medizinische Versorgung wird von einem der Intensivmediziner der PUH durchgeführt. Für Probanden mit diesen Diagnosen gibt es keine Abweichungen von der Standardversorgung.

Diskussionen über die Studie, die Einverständniserklärung und die anschließende Interaktion mit den Probanden finden während des ersten Besuchs im Krankenhaus zum Zeitpunkt der Diagnose statt.

Es gibt 4 Gruppen, die bewertet werden:

1. Probanden, die einer Appendektomie unterzogen und blauem Licht ausgesetzt wurden: n=12
2. Probanden, die sich einer Appendektomie unterziehen und NICHT blauem Licht ausgesetzt sind: n=12
3. Probanden, die sich einer Dickdarmresektion wegen Divertikulitis unterzogen und blauem Licht ausgesetzt waren: n=12
4. Probanden, die sich einer Dickdarmresektion wegen Divertikulitis unterzogen und NICHT blauem Licht ausgesetzt waren: n = 12
5. Probanden mit Lungenentzündung, die blauem Licht ausgesetzt waren: n=12
6. Probanden mit Lungenentzündung, die NICHT blauem Licht ausgesetzt waren: n=12

Probanden, die Blaulicht ausgesetzt werden sollen, werden vom Forschungspersonal (Dr. Rosengart) mit einem Day-Light Classic 10.000 Lumen SAD-Licht, einem Gerät, das in vielen der zuvor aufgeführten veröffentlichten Studien verwendet wurde (Epilepsy Behav. 2012 Juli; 24 (3): 359-64. doi: 10.1016/j.yebeh.2012.04.123. Epub 30. Mai 2012.) Dieses Licht ist mit einem Blauspektrumfilter ausgestattet, so dass es 2000 Lumen Blauspektrumbeleuchtung in einer Entfernung von 12 Zoll erzeugt. Diese Lichtintensität beträgt 1/5 dessen, was in früheren Studien am Menschen verwendet wurde. Die Vergleichsgruppen, die keinem blauen Licht ausgesetzt sind, erhalten dieses Licht nicht, unterliegen aber ansonsten einem identischen Behandlungsstandard und es wird Blut zu Forschungszwecken entnommen.

Zum Zeitpunkt der Registrierung werden Probanden, die blauem Licht ausgesetzt werden sollen, in die Verwendung des Lichts eingewiesen, obwohl das Licht während des Zeitraums der Lichtexposition vom Untersuchungsteam verwaltet wird. Das Licht ist klein (4 x 16 x 21 Zoll) und wiegt weniger als ein Pfund. Es ist UV-gefiltert und blendfrei. Es gibt einen einzigen "Ein/Aus"-Schalter.

Bei dieser Studie geht es eher um die Wirksamkeit als um die Wirksamkeit. Daher gibt es keine starren Richtlinien, die hinsichtlich des Standorts oder der Dauer der Beleuchtung oder anderer Umgebungsbeschränkungen vorgeschrieben sind.

Chirurgische Kohorte: Am Tag der Operation werden Probanden, die blauem Licht ausgesetzt werden sollen, nach Zustimmung und vor der Operation dem Licht des blauen Spektrums ausgesetzt. Sie werden auch postoperativ für 24 Stunden dem Licht ausgesetzt. Diese Belichtung wird von Dr. Matthew Rosengart initiiert, aufrechterhalten und entfernt. Das Licht wird für den Zeitraum vor und für 24 Stunden während des postoperativen Tages 1 12 Zoll vom Patienten entfernt positioniert. Das Subjekt kann jederzeit verlangen, dass das Licht entfernt wird.

Die präoperative und postoperative Standardversorgung, einschließlich Blutprobenanalyse, wird vom chirurgischen Team geleitet und im UPMC PUH-Krankenhaus durchgeführt.

Lungenentzündungskohorte: Am Tag der Diagnose einer Lungenentzündung werden Probanden, die blauem Licht ausgesetzt werden sollen, nach Zustimmung dem blauen Lichtspektrum ausgesetzt. Sie werden nach der Diagnose 24 Stunden lang dem Licht ausgesetzt. Sie werden außerdem an den Tagen 2 und 3 der Lungenentzündungsbehandlung 12 Stunden lang blauem Licht ausgesetzt. Die Belichtung wird von Dr. Matthew Rosengart initiiert, aufrechterhalten und entfernt. Das Licht wird für den Zeitraum vor und für 24 Stunden während des postoperativen Tages 1 12 Zoll vom Patienten entfernt positioniert. Das Subjekt kann jederzeit verlangen, dass das Licht entfernt wird.

Für ALLE Probanden werden wir Daten aus der elektronischen Aufzeichnung bezüglich der Anzahl der weißen Blutkörperchen ableiten.

Zwei zusätzliche Blutproben werden nur zu Forschungszwecken entnommen, um die Zytokinkonzentrationen im Serum zu messen. Diese Blutproben stammen von ALLEN Studienteilnehmern.