Supervivencia de glóbulos rojos (RBC) después de una transfusión en bebés

Fase I: Incluye solo el Objetivo #1 de Thrasher Foundation Grant en el que se estudiarán sujetos adultos.

OBJETIVO ESPECÍFICO n.º 1 (Subvención de la Fundación Thrasher): desarrollar in vitro y validar in vivo en humanos adultos y bebés anémicos la capacidad de biotinilar glóbulos rojos en hasta 5 densidades discretas para determinar simultáneamente la cinética de glóbulos rojos de poblaciones de glóbulos rojos múltiples y distintas. Esto requiere la expansión de la tecnología de etiquetado de biotina RBC que hemos desarrollado anteriormente. Después del perfeccionamiento, el método se aplicará en los objetivos posteriores realizados en lactantes anémicos que reciben transfusiones de glóbulos rojos ordenadas clínicamente.

Como lo sugieren nuestros estudios previos de supervivencia de glóbulos rojos, anticipamos que el marcado de biotina más pesado alterará las propiedades estructurales intrínsecas de los glóbulos rojos de los glóbulos rojos, acortando su supervivencia a largo plazo. Los estudios de validación in vitro e in vivo que proponemos en adultos son necesarios porque las condiciones para obtener de manera reproducible densidades discretas de biotina RBC en intervalos apropiados y estrechamente espaciados no se han resuelto de manera concluyente, ni hemos determinado empíricamente cuál de las cinco densidades no producirá artefactos. acortar la supervivencia de los glóbulos rojos a largo plazo. Podemos usar las densidades más ligeras para las mediciones de supervivencia de los glóbulos rojos y las densidades más altas para las mediciones simultáneas del volumen de glóbulos rojos necesarias para tener en cuenta los aumentos de volumen de glóbulos rojos causados ​​por el crecimiento. Es importante realizar estos estudios de viabilidad tanto en adultos como en lactantes debido a los estados fisiológicos muy diferentes, es decir, los adultos normales y sanos se encuentran en estado estacionario de eritropoyesis, mientras que los lactantes anémicos en estado crítico experimentan múltiples circunstancias clínicas que perturban la supervivencia de los glóbulos rojos, por ejemplo, el crecimiento. , flebotomía, transfusión intermedia, etc.

Además del método de marcaje con biotina de los glóbulos rojos, se aplicará el "método antigénico de aglutinación diferencial" mediante citometría de flujo para los bebés que reciben transfusiones de glóbulos rojos alogénicos. Los resultados de los dos métodos se compararán entre sí. El método de aglutinación diferencial utiliza las diferencias en los antígenos de superficie de los glóbulos rojos entre el donante y el receptor para determinar la supervivencia de los glóbulos rojos a corto y largo plazo. Los resultados del genotipado de los antígenos de glóbulos rojos del donante adulto y del bebé receptor (realizados en el Centro Regional de Sangre del Valle de Mississippi) permiten la identificación de diferencias menores de grupos sanguíneos entre los glóbulos rojos del donante y del receptor, de modo que los anticuerpos de glóbulos rojos menores etiquetados apropiadamente (disponibles comercialmente y utilizados por los bancos de sangre para tipificación de glóbulos rojos del grupo sanguíneo) se puede utilizar en la determinación por citometría de flujo de la supervivencia de los glóbulos rojos. La supervivencia de glóbulos rojos determinada para cada uno de los marcadores de biotina y para las diferencias antigénicas de glóbulos rojos se compararán entre sí. El método de aglutinación diferencial/antígeno se considerará el "estándar de oro" ya que los glóbulos rojos se etiquetan ex vivo, DESPUÉS de la transfusión de glóbulos rojos, por lo tanto, sin modificar las proteínas de la superficie de la membrana de los glóbulos rojos como lo hace la biotinilación. Nuestra hipótesis es que la adición de demasiada biotina puede conducir a una supervivencia de glóbulos rojos in vivo acortada artificialmente, pero que las dosis más bajas de biotina no. Al incluir también los resultados de supervivencia de glóbulos rojos del método de aglutinación diferencial/antígeno, podremos validar mejor nuestra hipótesis de biotina de densidad múltiple.

Nuestro objetivo general en esta investigación es mejorar las prácticas de transfusión de glóbulos rojos (RBC) para bebés anémicos y críticamente enfermos. Este proyecto ha recibido el apoyo de dos agencias de subvenciones: 1) La Fundación Thrasher, titulada "Recuperación de glóbulos rojos y supervivencia después de una transfusión en bebés"; y 2) NIH PPG Grant P01 HL046925, Proyecto 1 titulado "Supervivencia de glóbulos rojos después de una transfusión en bebés". Los resúmenes de ambos se incluyen a continuación. Este proyecto se realizará en dos fases:

La Fase I incluye estudios de glóbulos rojos biotinilados autólogos transfundidos en voluntarios humanos adultos sanos y normales (consulte el objetivo específico n.º 1 en el Resumen de la Fundación Thrasher a continuación); y

La Fase II incluye estudios de bebés que requieren transfusiones de glóbulos rojos ordenadas por un médico (consulte los Objetivos específicos n.° 2, n.° 3 y n.° 4 en el Resumen de la Fundación Thrasher a continuación; y consulte el Objetivo específico n.° 4 en NIH, que se incluye en su totalidad en los tres Thrasher Foundation). Objetivos específicos de la concesión).

Los estudios de Fase I están completos y ya no estamos inscribiendo adultos. Estamos inscribiendo bebés para estudios de Fase II. Estamos agregando estas fases secuencialmente según la recomendación de Martha Jones en el momento en que nuestra propuesta se presentó por primera vez al IRB. Hemos aplicado el conocimiento que hemos obtenido de los estudios de Fase I en sujetos voluntarios adultos para realizar modificaciones en el diseño de nuestro estudio para que la Fase II se realice en sujetos de estudio infantiles que reciben transfusiones de glóbulos rojos ordenadas clínicamente. Al final de la Fase II, se incluye la justificación para incluir un nuevo método de comparación "estándar de oro" para determinar la supervivencia de los glóbulos rojos en lactantes (el "método antigénico de aglutinación diferencial"). Hemos completado la inscripción de todos los sujetos adultos para la fase I.

RESUMEN I (PARA LA SUBVENCIÓN DE LA FUNDACIÓN THRASHER)

Fondo:

Los recién nacidos anémicos y críticamente enfermos se encuentran entre los grupos de pacientes que reciben transfusiones con mayor frecuencia en los EE. UU. Se estima que 130 000 bebés reciben anualmente aproximadamente 1 000 000 de transfusiones de glóbulos rojos. A diferencia de los adultos, faltan datos importantes sobre el producto de transfusión para la supervivencia óptima de los glóbulos rojos en los lactantes. Contribuyen a esta carencia dos importantes cambios recientes en las prácticas de transfusión y bancos de sangre neonatal. Estos son 1) el uso de sangre transfundida de un donante adulto almacenada hasta el límite de 42 días de la FDA en lugar de usar únicamente sangre almacenada durante menos de 7 días como se había hecho anteriormente; y 2) el uso potencial de la propia sangre del bebé extraída de la placenta para evitar los riesgos de infecciones virales y reacciones inmunotransfusionales de la sangre del donante. Desafortunadamente, no existen estudios definitivos en bebés que aborden estos cambios midiendo directamente la supervivencia de los glóbulos rojos. Estos estudios infantiles se han visto obstaculizados por problemas técnicos. Específicamente, los datos de supervivencia de glóbulos rojos deben ajustarse para el crecimiento, la pérdida por flebotomía de laboratorio y las transfusiones de glóbulos rojos adicionales intermedias, pero en la práctica no es así. Además, los problemas de seguridad han impedido muchos estudios de supervivencia de glóbulos rojos en bebés (p. ej., exposición a la radiactividad 51Cr y extracción de demasiada sangre de los pequeños bebés prematuros de la actualidad). De hecho, antes de 1970 (el final del uso de 51Cr como marcador de glóbulos rojos en los estudios de supervivencia de glóbulos rojos en bebés), los bebés que pesaban menos de 1500 g al nacer no solían sobrevivir, y no existen datos de supervivencia de glóbulos rojos para los bebés más pequeños y que reciben transfusiones con mayor frecuencia. cuyo peso al nacer es de 500-1.000 g.

Objetivos específicos:

Objetivo específico n.º 1: desarrollar in vitro y validar in vivo en adultos la capacidad de biotinilar glóbulos rojos en hasta 5 densidades discretas que se pueden medir mediante citometría de flujo. Estas cinco etiquetas de densidad de biotina de glóbulos rojos se utilizarán en los Objetivos específicos n.º 2, 3 y 4 para determinar simultáneamente la supervivencia de glóbulos rojos de múltiples poblaciones distintas de glóbulos rojos transfundidos en bebés prematuros.

Objetivo Específico #2. Determinar si la supervivencia de los glóbulos rojos del donante y los glóbulos rojos placentarios es significativamente más larga cuando se ajusta mediante modelos matemáticos. Anticipamos que los valores no modelados subestiman sustancialmente la supervivencia de RBC.

Objetivo Específico #3. Comparar los resultados de supervivencia de glóbulos rojos a largo plazo para donantes adultos transfundidos y glóbulos rojos fetales/placentarios en recién nacidos anémicos. Anticipamos que un crecimiento más rápido en los fetos dará como resultado una mayor eritropoyesis de estrés que conducirá a "defectos" intrínsecos de glóbulos rojos y una supervivencia de glóbulos rojos más corta en comparación con los glóbulos rojos de donantes adultos.

Objetivo Específico #4. Cuantificar los efectos del almacenamiento en la supervivencia de glóbulos rojos ajustados en el modelo de glóbulos rojos de donantes adultos transfundidos a recién nacidos. Anticipamos que el almacenamiento de glóbulos rojos de donantes no alterará la supervivencia de los glóbulos rojos.

Diseño del estudio:

Los estudios propuestos aquí se basan en biotinilación y métodos de modelado matemático que nuestro grupo de investigación ha desarrollado para medir con precisión la supervivencia de los glóbulos rojos sin exponer al bebé a la radiactividad. El método de marcado de glóbulos rojos con biotina es muy adecuado para recién nacidos porque permite el seguimiento simultáneo de múltiples poblaciones de glóbulos rojos en <10 µl de sangre. La supervivencia de los glóbulos rojos marcados en múltiples densidades de biotina se cuantificará utilizando los parámetros estándar de supervivencia de los glóbulos rojos, es decir, la recuperación de glóbulos rojos a corto plazo en 24 h después de la transfusión y la supervivencia de glóbulos rojos modelada a largo plazo, es decir, hasta el 50 y el 100 % de los glóbulos rojos marcados con biotina. han desaparecido de la circulación. Las dos últimas mediciones se calcularán utilizando los ajustes matemáticos necesarios para el crecimiento, la pérdida por flebotomía de laboratorio y las transfusiones de glóbulos rojos que intervienen.

Solo el Objetivo Específico #4 en el Resumen de la Fundación Thrasher involucra sujetos de estudio de bebés humanos. Objetivo específico n.º 4) UTILIZAR LA BIOTINILACIÓN DE RBC Y METODOLOGÍAS DE MODELADO MATEMÁTICO VALIDADAS EN OVEJAS ADULTAS Y CORDEROS RECIÉN NACIDOS PARA MEDIR CON PRECISIÓN LA CINÉTICA DE RBC POST-TRANSFUSIÓN EN RECIÉN NACIDOS ANÉMICOS TRANSFUNDIDOS CON RBC AUTÓLOGOS FRESCOS, ALOGENÉICOS FRESCOS Y ALOGENÉICOS ALMACENADOS. El uso de biotina, una vitamina B no tóxica y no radiactiva, para distinguir entre diferentes poblaciones de glóbulos rojos simultáneamente mediante citometría de flujo es fundamental para lograr nuestros objetivos y tiene claras ventajas sobre otros métodos de etiquetado de glóbulos rojos tanto en seguridad como en precisión. Al utilizar los cuatro objetivos específicos para lograr nuestro objetivo de establecer prácticas de transfusión más efectivas al identificar el producto de transfusión de glóbulos rojos óptimo para su uso en BEBÉS anémicos.