Ernährungseinschränkung in der Gefäßchirurgie (DRIVeS)

Schwefelwasserstoff (H2S) hat sich zu einem kritischen gasförmigen Signalmolekül entwickelt, das bei mehreren Prozessen eine Rolle spielt, darunter Ischämie-Reperfusionsverletzung (IR), Angiogenese, Intimahyperplasie und entzündungshemmende Mechanismen. Es scheint sogar antiatherosklerotische Eigenschaften zu haben. Das Gas ist jedoch mit einer Halbwertszeit von Minuten toxisch und kann schnell oxidiert werden. Darüber hinaus wurden bis heute keine klinisch nützlichen pharmakologischen H2S-Donoren entwickelt. In einem Cell-Papier aus dem Jahr 2015 verknüpfen die Forscher der Studie eine erhebliche Hochregulierung von endogenem H2S mit einer kurzfristigen Manipulation der Nahrungsaufnahme von Säugetieren: einfache Nahrungsrestriktion. Das aktuelle Projekt dient als zweite Phase in der beschleunigten Umsetzung dieser wichtigen Entdeckung in Richtung klinischer Nützlichkeit, die den Gefäßpatienten auf mehreren Ebenen erheblich beeinflussen kann: Schutz vor IR-Verletzungen, Intimahyperplasie, periprozedurale Ereignisse wie Schlaganfall, Herzfunktionsstörung und Myokard Infarkt (MI) und Förderung der Angiogenese.

Chronische Protein- und Kaloriendiätrestriktion (PCR; reduzierte Nahrungsaufnahme ohne Unterernährung) ist dafür bekannt, die Langlebigkeit bei mehreren Arten zu verlängern. PCR ist auch ein etablierter Ansatz, um die metabolische Fitness und Widerstandskraft gegen verschiedene Formen von akutem Stress positiv zu beeinflussen. Trotz dieser weitreichenden Vorteile wurden potenzielle klinische Anwendungen beim Menschen aufgrund der praktischen Schwierigkeiten im Zusammenhang mit freiwilligen Lebensmittelbeschränkungen in Verbindung mit der Annahme, dass die PCR-Vorteile lange Zeit in Anspruch nehmen, nie als machbar angesehen. Kürzlich durchgeführte präklinische Studien der Anmelder zeigen einen raschen Einsatz von PCR-Vorteilen gegen chirurgisch induzierte traumatische Entzündungen, IR-Verletzungen und die fibroproliferative Gefäßreaktion auf Verletzungen bei Nagetieren. Mechanistisch scheinen diesen Vorteilen schnelle Veränderungen des Fettphänotyps und der damit verbundenen Adipokinprofile zugrunde zu liegen; aber der Schlüsselmediator scheint endogenes H2S zu sein. Dieses Gebiet steht somit kurz davor, sich dem klinischen Nutzen zuzuwenden, und die Gefäßchirurgie bietet ein optimales Risiko-Nutzen-Verhältnis für die Übersetzung der PCR/H2S-Hypothese.

Für das aktuelle Projekt werden die Forscher eine randomisierte, kontrollierte Studie durchführen, um die Patienten-Compliance und die biologischen Mechanismen einer kurzzeitigen präoperativen PCR-Diät im Vergleich zu einer normalen Ad-libitum-Diät für 4 Tage vor einer elektiven großen Gefäßoperation zu bewerten. Beide Endpunkte beziehen sich auf das langfristige primäre wissenschaftliche Ziel, die Hypothese zu testen, dass eine kurze Hochregulierung von endogenem H2S über präoperative PCR bei elektiven größeren Operationen die klinischen Ergebnisse beim Menschen verbessert. Nach einer erfolgreichen Pilotstudie mit dem Titel Short-Term Endogenous Hydrogen Sulfide Upregulation (NCT03303534) mit dem Titel Short-Term Endogenous Hydrogen Sulfide Upregulation (NCT03303534) zur PCR-Diät, die stationär vor der Karotisendarteriektomie durchgeführt wurde, wollen die Forscher die Studie nun auf eine Vielzahl von gefäßchirurgischen Verfahren auf die Ernährung zu Hause ausdehnen.

Achtzig Probanden, die sich einer Endarteriektomie der Karotisarterie, einer Aortenaneurysma-Reparatur (offen und endovaskulär, wenn ein Leistenschnitt geplant ist), offenen arteriellen Eingriffen an den unteren Extremitäten (Bypässe, Aneurysma-Reparatur, Arterien- und Bypass-Transplantatrekonstruktionen), größeren Amputationen der unteren Extremität (unterhalb des Knies und über Knieamputationen) oder Zugangsverfahren zur offenen Hämodialyse für symptomatische oder asymptomatische Erkrankungen werden rekrutiert und am Brigham and Women's Hospital aufgenommen. Unter Verwendung eines randomisierten (3:2), parallelen Designs erhalten die Patienten entweder die PCR-Diät (n = 48; ScandiShake [beliebige von 4 Geschmacksrichtungen] gemischt mit Mandelmilch, individuell berechnet für ein tägliches Gesamtvolumen, um eine Kalorienrestriktion von 30 % zu erreichen und 70 % Proteinrestriktion, basierend auf Körpergewicht und Aktivitätsniveau) oder Fortführung der routinemäßigen Ad-libitum-Diät (n=32). Die tägliche körperliche Aktivität wird anhand eines Fragebogens bewertet, um den Aktivitätsfaktor für genaue Berechnungen der Kalorienbeschränkung zu bestimmen. Die Wasseraufnahme ist für beide Kohorten nach Belieben, und beide Diäten können Tag und Nacht (außer am Tag der Operation) eingenommen werden. Die Patienten werden die ihnen zugewiesenen Diäten für die vier Tage vor der Operation bis Mitternacht am Tag der Operation zu sich nehmen, wenn beide Kohorten für den Eingriff nüchtern sind (gemäß den klinischen Standardrichtlinien).