- ICH GCP
- US-Register für klinische Studien
- Klinische Studie NCT04125069
Rolle der mitochondrialen Dysfunktion beim Auftreten einer akuten Nierenschädigung (AKI) in der postoperativen Herzchirurgie (MIT-CEC)
Herzchirurgie und akutes Nierenversagen (AKI) nach der Operation:
AKI ist eine häufige Komplikation unmittelbar nach Herzoperationen mit einer Inzidenz von 5 bis 40 %. KDIGO-Kriterien (Kidney Disease: Improving Global Outcomes) werden aufgrund ihres validierten prognostischen Werts in dieser Patientenpopulation zur Definition des AKI in der Herzchirurgie verwendet. Das Auftreten eines postoperativen AKI, auch von geringem Schweregrad, geht mit einer signifikanten Verlängerung der Hospitalisationsdauer und Mortalität einher. Die AKI-Risikofaktoren in der Herzchirurgie beziehen sich auf den prekären klinischen Zustand des Patienten vor der Operation, auf den komplexen chirurgischen Kontext, auf die chirurgischen Eingriffe, insbesondere die Dauer der extrakorporalen Zirkulation (ECC) von mehr als 120 min und das Auftreten einer Postoperation Kreislaufinsuffizienz.
AKI und Entzündungsreaktion:
Die Mechanismen, die an der postoperativen AKI in der Herzchirurgie beteiligt sind, sind niedrige Herzleistung, Ischämie-Reperfusionsverletzung (IRI), mechanische intravaskuläre Hämolyse, Hypothermie und Aktivierung des neuroendokrinen Systems durch das ECC.
Darüber hinaus löst ECC eine sekundäre Entzündungsreaktion auf Blutkontakt mit dem ECC-Kreislauf und den Membranen aus. Die sekundäre Stimulation immunkompetenter Zellen begleitet die Sekretion vieler Zytokine und proinflammatorischer Mediatoren über die Aktivierung von nukleären Transkriptionsfaktoren wie dem NFκB-Faktor.
Von den 50.000 ECC, die pro Jahr in Frankreich durchgeführt werden, entwickeln etwa 25 % der Patienten ein Systemic Inflammatory Response Syndrome (SIRS). Obwohl meistens vorübergehend, kann sich SIRS verstärken und zu einem multiviszeralen Versagen und zum Tod führen, insbesondere wenn der Patient eine Krankengeschichte mit Typ-2-Diabetes aufweist. Der Anstieg der postoperativen Zytokinspiegel im Plasma hat einen positiven prädiktiven Wert für das Auftreten von AKI und das Sterberisiko.
Priming des NLRP3-Inflammasoms und post-ECC-Entzündungsreaktion:
Zusätzlich zur Aktivierung durch nukleäre Transkriptionsfaktoren (NFκB) kann sich das Entzündungssyndrom sekundär zur Aktivierung von Multi-Protein-Plattformen, sogenannten Inflammasomen, entwickeln.
Die Aktivierung des NLRP3-Inflammasoms wurde besonders beim Menschen wegen seiner Assoziation mit mehreren chronischen entzündlichen Pathologien, infektiösen und kardiometabolischen Erkrankungen untersucht. Seine Aktivierung ist die Kombination von intrazellulären Rezeptoren wie NOD-ähnlichen Rezeptoren (NLR)-Typen, ASC-ähnlichen Adapterproteinen und Pro-Caspase-1.
Diese Anordnung aktiviert entzündliche Caspasen (insbesondere Caspase-1), die für die Spaltung der Pro-Interleukine IL-1β und IL-18 in reifen proinflammatorischen Zytokinen verantwortlich sind, die an der Orchestrierung der Entzündungsreaktion beteiligt sind.
Die Aktivierung des NLRP3-Inflammasoms erfordert ein vorheriges Priming, das eine Erhöhung der Expression von NLRP3 und Prozytokinen IL1β und IL18 ermöglicht. Dieses Priming ist besonders intensiv bei Vorliegen einer mitochondrialen Dysfunktion und einer Zunahme reaktiver Sauerstoffspezies (ROS). Als nächstes kann die Aktivierung des NLRP3-Inflammasoms sekundär auf das Vorhandensein von Gefahrensignalen von Zellschäden zurückzuführen sein, wie z. B. zelluläre und mitochondriale Trümmer (einschließlich mitochondrialer DNA), die von NLRP3-Rezeptoren erkannt werden. Somit stellen die präoperative mitochondriale Dysfunktion und ihre postoperative Verschlimmerung durch ECC aufgrund von IRI, die durch ECC induziert wird, starke Signale der NLRP3-Inflammasom-Aktivierung dar.
Forschungshypothese:
Die Hypothese ist, dass das präoperative Priming des NLRP3-Inflammasoms durch eine präoperative mitochondriale Dysfunktion ein Faktor ist, der das Auftreten einer postoperativen AKI nach Herzoperation mit ECC begünstigt.
Bei Typ-2-Diabetikern glauben die Forscher, dass die präoperative mitochondriale Dysfunktion (Anomalien der mitochondrialen Atmung und Hyperpermeabilität der mitochondrialen Membranen) durch die ECC-induzierte Verschlechterung des IRI verstärkt wird.
Dies erhöht die postoperative Freisetzung von Zellen und mitochondrialen Trümmern, die die Aktivierung des NLRP3-Inflammasoms aufrechterhalten, wodurch die Entzündungsreaktion verschlimmert und das Auftreten von AKI begünstigt wird.
Studienübersicht
Status
Intervention / Behandlung
Detaillierte Beschreibung
Primäres Ziel der Forschung:
Beschreiben Sie den Zusammenhang zwischen präoperativen mitochondrialen Dysfunktionsmarkern und dem Auftreten von AKI bei postoperativen Herzoperationen mit ECC.
Sekundäres Forschungsziel:
Beschreiben Sie bei der präoperativen Herzchirurgie das Ausmaß der mitochondrialen Dysfunktion nach Typ-2-Diabetes-Status (entzündungsfördernder Faktor).
Studientyp
Einschreibung (Tatsächlich)
Kontakte und Standorte
Studienorte
-
-
-
Fort-de-France, Frankreich, 97200
- CHU de Martinique
-
-
Teilnahmekriterien
Zulassungskriterien
Studienberechtigtes Alter
Akzeptiert gesunde Freiwillige
Studienberechtigte Geschlechter
Probenahmeverfahren
Studienpopulation
Beschreibung
Einschlusskriterien:
- zwischen 18 und 85 Jahre alt sein,
- Patienten, die sich einer Koronararterien-Bypass-Operation unterziehen, die eine extrakorporale Zirkulation erfordert,
- über die Forschung informiert wurden,
- Nachdem er seine Entscheidung verteidigt hat, keine Einwände gegen die Untersuchung der während der Behandlung entnommenen Proben und der medizinischen Datenakte zu erheben,
- Patienten, die einem Sozialversicherungssystem angeschlossen sind.
Ausschlusskriterien:
- Schwangere oder stillende Frau,
- Diabetiker Typ 1,
- Notfall Herzchirurgie,
- Klappenersatzchirurgie,
- Klinische Herzinsuffizienz oder Ejektionsfraktion des linken Ventrikels EFVG < 50 %,
- Klappenpathologie,
- Dilatation des linken Vorhofs > 40 mm,
- systolischer pulmonalarterieller Druck > 40 mmHg,
- BNP (Brain Natriuretic Peptide)-Spiegel > 100 ng / L,
- Vorhofflimmern oder -flattern,
- Koronarstenose rechts > 50 %,
- Chronisches Nierenversagen, definiert durch eine Filtrationsrate Glomeruläre GFR (GFR) von weniger als 60 ml / min / 1,73 m2, geschätzt aus Kreatinin durch die Gleichung CKD-EPI (Chronic Kidney Disease - Epidemiology Collaboration).
Studienplan
Wie ist die Studie aufgebaut?
Designdetails
Kohorten und Interventionen
Gruppe / Kohorte |
Intervention / Behandlung |
|---|---|
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Patienten im Alter von 18 bis 85 Jahren
Herzchirurgische Patienten im Alter von 18 bis 85 Jahren, die für eine Koronararterien-Bypass-Operation programmiert sind, die ECC erfordert.
|
Die Mitochondrienfunktion wird an Herzgewebe untersucht, das zum Zeitpunkt der Platzierung der ECC-Kanülen durch den Chirurgen intraoperativ entnommen wird.
Fragmente aus der Ohrmuscheldissektion des rechten Vorhofs des Patienten werden als Probenreste requalifiziert und vom Chirurgen unmittelbar zur Messung der mitochondrialen Atmung (Messung des Sauerstoffverbrauchs durch Oxygenierung und Permeabilitätstest der äußeren Mitochondrienmembran durch Zugabe von Cytochrom) verwendet C in der Sauerstoffkammer).
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Was misst die Studie?
Primäre Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
|---|---|---|
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Beschreiben Sie die Korrelation zwischen präoperativen mitochondrialen Dysfunktionsmarkern und dem Auftreten von AKI bei postoperativen Herzoperationen mit ECC.
Zeitfenster: 15 Monate
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Häufigkeit des postoperativen Auftretens eines AKI definiert nach KDIGO-Kriterien entsprechend der präoperativen mitochondrialen Dysfunktion (präoperativer Sauerstoffverbrauch durch die Mitochondrien und Durchlässigkeit der äußeren Mitochondrienmembran bei Cytochrom CytC im Herzgewebe. Die KDIGO-Kriterien werden für die Diagnose von AKI verwendet, definiert als Anstieg des Plasmakreatinins ≥ 0,3 mg/dl (≥ 26,5 μmol/l) in 48 Stunden (oder ein Anstieg um mehr als das 1,5- bis 1,9-fache des Ausgangswertes) und Urinausscheidung < 0,5 ml/kg/h in den letzten 6 bis 12 Stunden. |
15 Monate
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Beschreiben Sie die Korrelation zwischen präoperativen mitochondrialen Dysfunktionsmarkern und dem Auftreten von AKI bei postoperativen Herzoperationen mit ECC.
Zeitfenster: 15 Monate
|
Um die mitochondriale Atmung zu messen und den Permeabilitätstest der mitochondrialen Außenmembran durchzuführen, wird ein hochauflösender Oxygraph verwendet, der die mitochondriale Atmung auf Proben von wenigen Milligramm erkennen kann (O2k, Oroboros, Innsbruck, Österreich).
Sauerstoffverbrauchsflüsse werden in pmol O2*s-1*mg-1 des trockenen Gewebes ausgedrückt.
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15 Monate
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Sekundäre Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
|---|---|---|
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Beschreiben Sie bei der präoperativen Herzchirurgie das Ausmaß der mitochondrialen Dysfunktion nach Typ-2-Diabetes-Status (entzündungsfördernder Faktor).
Zeitfenster: 15 Monate
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Diabetes wird diagnostiziert, wenn der Nüchtern-Blutzucker (8 Stunden) zu jeder Tageszeit gleich oder größer als 1,26 g/l (7,0 mmol/l) oder gleich oder größer als 2 g/l ist. Eine Messung des glykierten Hämoglobins (HbA1c) hilft, das glykämische Gleichgewicht zwei bis drei Monate vor der Aufnahme des Patienten zu ermitteln. Diabetes gilt als ausgeglichen, wenn der HbA1c-Wert zwischen 6 und 8 % liegt. |
15 Monate
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Beschreiben Sie bei der präoperativen Herzchirurgie das Ausmaß der mitochondrialen Dysfunktion nach Typ-2-Diabetes-Status (entzündungsfördernder Faktor).
Zeitfenster: 15 Monate
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Um die mitochondriale Atmung zu messen und den Permeabilitätstest der mitochondrialen Außenmembran durchzuführen, wird ein hochauflösender Oxygraph verwendet, der die mitochondriale Atmung auf Proben von wenigen Milligramm erkennen kann (O2k, Oroboros, Innsbruck, Österreich).
Sauerstoffverbrauchsflüsse werden in pmol O2*s-1*mg-1 des trockenen Gewebes ausgedrückt.
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15 Monate
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Mitarbeiter und Ermittler
Ermittler
- Studienleiter: Rémi NEVIERE, PhD, CHU de Martinique
Publikationen und hilfreiche Links
Allgemeine Veröffentlichungen
- Zakkar M, Ascione R, James AF, Angelini GD, Suleiman MS. Inflammation, oxidative stress and postoperative atrial fibrillation in cardiac surgery. Pharmacol Ther. 2015 Oct;154:13-20. doi: 10.1016/j.pharmthera.2015.06.009. Epub 2015 Jun 24.
- Corral-Velez V, Lopez-Delgado JC, Betancur-Zambrano NL, Lopez-Sune N, Rojas-Lora M, Torrado H, Ballus J. The inflammatory response in cardiac surgery: an overview of the pathophysiology and clinical implications. Inflamm Allergy Drug Targets. 2015;13(6):367-70. doi: 10.2174/1871528114666150529120801.
- Hoste EAJ, Vandenberghe W. Epidemiology of cardiac surgery-associated acute kidney injury. Best Pract Res Clin Anaesthesiol. 2017 Sep;31(3):299-303. doi: 10.1016/j.bpa.2017.11.001. Epub 2017 Nov 8.
- Wang Y, Bellomo R. Cardiac surgery-associated acute kidney injury: risk factors, pathophysiology and treatment. Nat Rev Nephrol. 2017 Nov;13(11):697-711. doi: 10.1038/nrneph.2017.119. Epub 2017 Sep 4.
- Patel SS, Palant CE, Mahajan V, Chawla LS. Sequelae of AKI. Best Pract Res Clin Anaesthesiol. 2017 Sep;31(3):415-425. doi: 10.1016/j.bpa.2017.08.004. Epub 2017 Sep 6.
- O'Neal JB, Shaw AD, Billings FT 4th. Acute kidney injury following cardiac surgery: current understanding and future directions. Crit Care. 2016 Jul 4;20(1):187. doi: 10.1186/s13054-016-1352-z.
- Ortega-Loubon C, Fernandez-Molina M, Carrascal-Hinojal Y, Fulquet-Carreras E. Cardiac surgery-associated acute kidney injury. Ann Card Anaesth. 2016 Oct-Dec;19(4):687-698. doi: 10.4103/0971-9784.191578.
- Rheinheimer J, de Souza BM, Cardoso NS, Bauer AC, Crispim D. Current role of the NLRP3 inflammasome on obesity and insulin resistance: A systematic review. Metabolism. 2017 Sep;74:1-9. doi: 10.1016/j.metabol.2017.06.002. Epub 2017 Jun 11.
- Prochnicki T, Latz E. Inflammasomes on the Crossroads of Innate Immune Recognition and Metabolic Control. Cell Metab. 2017 Jul 5;26(1):71-93. doi: 10.1016/j.cmet.2017.06.018.
- Feldman N, Rotter-Maskowitz A, Okun E. DAMPs as mediators of sterile inflammation in aging-related pathologies. Ageing Res Rev. 2015 Nov;24(Pt A):29-39. doi: 10.1016/j.arr.2015.01.003. Epub 2015 Jan 29.
- Traba J, Sack MN. The role of caloric load and mitochondrial homeostasis in the regulation of the NLRP3 inflammasome. Cell Mol Life Sci. 2017 May;74(10):1777-1791. doi: 10.1007/s00018-016-2431-7. Epub 2016 Dec 10.
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Primärer Abschluss (TATSÄCHLICH)
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