Estrés oxidativo y recuperación quirúrgica

Este es un estudio piloto de intervención controlado con placebo, doble ciego y aleatorizado en 20 pacientes que se sometieron por primera vez a una artroplastia total de cadera (ATC) por osteoartritis crónica en Stanford Medicine. Los investigadores evaluarán, inscribirán y recopilarán datos biológicos y de comportamiento de 20 participantes, como se describe en estudios clínicos de observación e intervención anteriores realizados en estrecha colaboración con el Departamento de Cirugía Ortopédica. En particular, existen procedimientos operativos estándar para la detección, el reclutamiento, las evaluaciones de laboratorio y la recopilación de datos clínicos, incluida la evaluación de elegibilidad a través de EPIC (EHR) antes de la visita preoperatoria de los pacientes, el reclutamiento coordinado y el consentimiento durante la visita previa a la cirugía, incluidos los relacionados con el estudio. trabajo de laboratorio, evaluaciones preoperatorias adicionales después de la visita (p. cumplimentación remota de cuestionarios e importación directa de resultados a REDCap), y seguimiento en tiempo real del proceso de recopilación y almacenamiento de datos (p. incluidos recordatorios por teléfono o correo electrónico si faltan datos).

Se realizarán evaluaciones repetidas del dolor, la función física y la medicación analgésica antes de la cirugía, diariamente en los días 1 a 3 del postoperatorio, y luego dos veces por semana en las semanas 1 a 6 del postoperatorio. Se medirá el delirio los días 1 a 3 durante el hospital. Los datos adicionales incluirán datos demográficos (edad, IMC, sexo, raza y etnia), datos quirúrgicos/de anestesia (p. duración) y el historial médico/medicamentos.

Se recolectarán muestras de sangre periférica antes de la cirugía y 1 hora y 24 horas después de la cirugía según nuestro estudio anterior que muestra que la activación de los monocitos (incluidas las respuestas de señalización de STAT3, CREB y NFkB en los monocitos CD14+CD16-) temprano después de la cirugía se correlaciona fuertemente con la resolución tardía del dolor y funcional. discapacidad. Las muestras de aliento exhalado se recolectarán intraoperatoriamente antes de la incisión y al cerrar la herida, así como 1 y 24 horas después de la cirugía.

Infusión de N-acetilcisteína: se iniciará una dosis de carga de 50 mg/kg como una infusión de 1 hora antes de la incisión quirúrgica, seguida de una dosis de mantenimiento de 50 mg/kg administrada durante 4 horas. Este es un paradigma de dosificación estándar que es seguro cuando se usa intraoperatoriamente y rara vez causa efectos adversos significativos (principalmente reacciones alérgicas).

Cirugía y anestesia: los participantes se someterán a una artroplastia de cadera unilateral realizada por tres cirujanos con el mismo método. El manejo anestésico y perioperatorio de los pacientes está estandarizado y sigue las recomendaciones basadas en ERAS.

Medidas: Se utilizarán instrumentos bien validados para evaluar el dolor, la interferencia del dolor y la función de la articulación afectada y operada, incluido el índice de osteoartritis de las universidades de Western Ontario y McMaster (WOMAC) adaptado para pacientes que se someten a cirugía de la articulación de las extremidades inferiores, el Inventario Breve del Dolor (BPI) ) y la Escala de Recuperación Quirúrgica (SRS). El consumo de opioides se cuantificará como equivalentes de hidromorfona intravenosa (miligramos/día) utilizando tablas de conversión de opioides ampliamente aceptadas.

Análisis de muestras: la sangre y el plasma se recolectarán y procesarán para su análisis con citometría de masas como se describió anteriormente. Se aplicará un panel de anticuerpos CyTOF humanos de 39 parámetros que permitirá el análisis simultáneo de 1) todos los principales fenotipos de células inmunitarias 2) respuestas de señalización intracelular endógena (incluida la señal de pSTAT3, pCREB y pNF-kB) y 3) marcadores intracelulares de reactivos aldehídos (es decir, señal 4-HNE y MDA).

Las muestras de aliento se analizarán en busca de aldehídos, incluidos formaldehído, crotenaldehído y benzaldehído, mediante espectroscopia de masas en el laboratorio del Dr. Gross.

Las muestras de plasma se analizarán en busca de MDA y 4-HNE libres en muestras de plasma iniciales, de 1 y de 24 horas en el laboratorio del Dr. Clark.

Análisis y modelado de datos de resultados: los resultados autoinformados se analizarán utilizando los modelos validados asociados con cada resultado para extraer un número cuantificado y normalizado asociado con la recuperación. Primero se extraerán los datos de actigrafía de 60 Hz para patrones asociados con las actividades diarias (p. cuenta de pasos) y niveles de intensidad. A continuación, se establecerá una línea de base utilizando los datos recopilados durante y antes de la cirugía, para cada variable. Todas las variables se normalizarán a esta línea de base para tener en cuenta los efectos específicos del paciente. Finalmente, se utilizará un modelo lineal multivariado (con los días transcurridos desde la cirugía como variable de respuesta) para modelar todo el conjunto de datos de actigrafía. El área bajo la curva de recuperación respectiva de cada paciente según este modelo se utilizará como un resultado de recuperación objetivo. En nuestros estudios preliminares (datos no mostrados), se encontró que este resultado está correlacionado con varios aspectos del sistema inmunológico.

Análisis y modelado de datos CyTOF: la gran cantidad de puntos de datos (millones de células por paciente) y variables medidas (decenas de vías de señalización en cientos de tipos de células) plantean desafíos computacionales únicos que no se pueden abordar con las herramientas bioinformáticas tradicionales. Los investigadores desarrollarán un marco bayesiano que combinará un conocimiento a priori del sistema inmunitario con perfiles de citometría de masas de última generación para construir un modelo predictivo de respuestas de señalización de células inmunitarias innatas y adaptativas para cada uno de los resultados de recuperación.