Administración de Dióxido de Carbono y Eliminación de Desechos Cerebrales (COPETBI)
Mecanismos Subyacentes al Eflujo de Proteínas Inducido por Dióxido de Carbono en la Salud y en la Lesión Cerebral Traumática
Los investigadores creen que esto sería un indicador de que el cerebro elimina los productos de desecho de manera más efectiva.
El estudio actual utilizará un diseño equilibrado, en el que personas con y sin antecedentes de lesión cerebral traumática (TBI) recibirán diferentes niveles de CO2 (cambios dirigidos de aproximadamente 5 o 10 mmHg en el CO2 al final de la espiración) con aproximadamente una semana de diferencia.
El diseño equilibrado significa que cada participante recibe una sola dosis de CO2 en cada visita, y diferentes dosis de CO2 en cada visita.
El orden en que los participantes reciben la dosis se aleatoriza, y el participante no será informado de la dosis.
Descripción general del estudio
Estado
Condiciones
Intervención / Tratamiento
Descripción detallada
El deterioro en la eliminación de desechos metabólicos y restos celulares es una característica distintiva del TCE y otras afecciones neurodegenerativas. La eliminación ocurre principalmente a través de las vías glinfáticas/linfáticas, que dependen parcialmente de la afluencia de líquido cefalorraquídeo (LCR). El flujo del LCR es mayor durante el sueño, cuando las oscilaciones de baja frecuencia en el volumen sanguíneo cerebral son más prominentes. Los investigadores proponen que modificar los niveles del volumen sanguíneo cerebral mediante la administración de CO2 impulsará el flujo del LCR y, en última instancia, promoverá la eliminación de desechos cerebrales. El estudio propuesto es significativo porque examina si el CO2 prescrito puede mejorar la salida de proteínas (es decir, un sustituto de la eliminación de desechos) y los mecanismos biológicos que podrían mediar este proceso tanto en la salud como en la enfermedad. Por lo tanto, el primer objetivo del estudio es determinar si la administración de CO2, un potente vasodilatador, puede prescribirse para imitar los cambios globales en el volumen sanguíneo cerebral de manera dependiente de la dosis. Los niveles basales de proteínas y su salida (es decir, el cambio respecto a la línea base) se cuantifican utilizando plataformas proteómicas de alta sensibilidad. El segundo objetivo es examinar cómo las diferencias individuales en la función cerebrovascular y otros factores de enfermedad, como la atrofia, afectan la salida de proteínas inducida por el CO2.
Utilizando un diseño contrabalanceado (AB/BA), se administrarán dosis a individuos (de 18 a 82 años) con TCE crónico y a individuos sin antecedentes de TCE (sujetos sanos) para lograr cambios de 5 o 10 mmHg en el CO2 al final de la espiración. Es importante destacar que los mecanismos cerebrovasculares propuestos y los marcadores sustitutos de la eliminación de desechos se cuantifican fácilmente en humanos mediante imágenes de resonancia magnética avanzadas y plataformas proteómicas disponibles comercialmente, lo que aumenta exponencialmente su traslación clínica.
Tipo de estudio
Inscripción (Estimado)
Fase
- No aplica
Contactos y Ubicaciones
Estudio Contacto
- Nombre: Jody Roberts, MS
- Número de teléfono: 505-272-5028
- Correo electrónico: jroberts@mrn.org
Copia de seguridad de contactos de estudio
- Nombre: Andrew Mayer R The Mind Research Network, PhD
- Número de teléfono: 505-272-0769
- Correo electrónico: amayer@mrn.org
Ubicaciones de estudio
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New Mexico
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Albuquerque, New Mexico, Estados Unidos, 87106
- Reclutamiento
- The Mind Research Network
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Contacto:
- Jody Roberts, MS
- Número de teléfono: 505-272-5028
- Correo electrónico: jroberts@mrn.org
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Investigador principal:
- Andrew Mayer, Phd
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Criterios de participación
Criterio de elegibilidad
Edades elegibles para estudiar
- Adulto
- Adulto Mayor
Acepta Voluntarios Saludables
Descripción
Criterios de inclusión para la cohorte de TCE: 1) Capaz de dar un consentimiento informado válido, 2) 18-82 años de edad, 3) antecedentes de TCE de cualquier nivel de gravedad (leve, moderado o grave) que se haya producido en la edad adulta (a partir de los 18 años), lo cual se confirmará utilizando un método de identificación semiestructurado (incluye preguntar sobre pérdida de conocimiento, amnesia postraumática y sensación de aturdimiento/confusión).
Criterios de inclusión para la cohorte de Sujetos Sanos: 1) Capaz de dar un consentimiento informado válido y 2) 18-82 años de edad.
Criterios de exclusión para la cohorte de TCE: 1) contraindicaciones para la resonancia magnética, incluido embarazo o claustrofobia, 2) incapaz de dar un consentimiento informado válido, encarcelado, 3) diagnosticado con Alzheimer, ADRD o deterioro cognitivo leve, 4) antecedentes previos de trastornos del espectro autista, discapacidad intelectual, trastornos neurológicos graves (p. ej., epilepsia, tumores, otras condiciones que requieran neurocirugía) o trastornos psiquiátricos (que requieran hospitalización) antes del inicio del TCE, 5) diagnóstico actual o previo de un trastorno del espectro psicótico o trastorno bipolar, 6) enfermedades respiratorias o condiciones pulmonares que puedan aumentar el riesgo de los procedimientos del estudio (p. ej., asma grave, enfermedad pulmonar obstructiva crónica u otros trastornos respiratorios significativos), 7) antecedentes de arritmias cardíacas, 8) antecedentes de un trastorno por uso de sustancias actual, 9) no fluidez en inglés (según el cuestionario de selección), 10) Pesar menos de 110 libras para la extracción de sangre.
Criterios de exclusión para la cohorte de Sujetos Sanos: 1) contraindicaciones para la resonancia magnética, incluido embarazo o claustrofobia, 2) incapaz de dar un consentimiento informado válido, encarcelado, 3) diagnosticado con Alzheimer, ADRD o deterioro cognitivo leve, 4) antecedentes de trastornos del desarrollo, neurológicos o psiquiátricos que requieran hospitalización, 5) uso regular de cualquier sustancia en los últimos seis meses (es decir, sin uso actual confirmado con análisis de orina), 6) lesión cerebral previa con pérdida de conocimiento superior a 30 minutos, 7) enfermedades respiratorias o condiciones pulmonares que puedan aumentar el riesgo de los procedimientos del estudio (p. ej., asma grave, enfermedad pulmonar obstructiva crónica u otros trastornos respiratorios significativos), 8) antecedentes de arritmias cardíacas, 9) no fluidez en inglés (según el cuestionario de selección), 10) Pesar menos de 110 libras para la extracción de sangre.
Plan de estudios
¿Cómo está diseñado el estudio?
Detalles de diseño
- Propósito principal: Ciencia básica
- Asignación: Aleatorizado
- Modelo Intervencionista: Asignación cruzada
- Enmascaramiento: Único
Armas e Intervenciones
Grupo de participantes/brazo |
Intervención / Tratamiento |
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Experimental: Personas con TCE
Un diseño contrabalanceado cruzado (AB/BA), en el que individuos con TBI (de 18 a 82 años) pueden recibir dosis para lograr cambios de 5 o 10 mmHG en ETCO2 a lo largo de múltiples visitas.
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Este estudio analiza diferentes niveles de exposición al dióxido de carbono (CO2) (cambios de aproximadamente 5 o 10 mmHg) en el cerebro y las proteínas en sangre, en respuesta a una tarea de hipercapnia mientras los participantes se someten a una resonancia magnética.
Esta secuencia mezclará gases de forma dinámica para lograr un aumento de 5 o 10 mmHg en la ETCO2 (incremento de ~5-7% de CO2 y disminución equivalente de nitrógeno) manteniendo el O2 constante.
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Experimental: Sujetos Sanos
Un diseño contrabalanceado de cruce (AB/BA), en el que individuos sin antecedentes de TCE (sujetos sanos, de 18 a 82 años) pueden recibir dosis para lograr cambios de 5 o 10 mmHg en ETCO2 a lo largo de múltiples visitas.
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Este estudio analiza diferentes niveles de exposición al dióxido de carbono (CO2) (cambios de aproximadamente 5 o 10 mmHg) en el cerebro y las proteínas en sangre, en respuesta a una tarea de hipercapnia mientras los participantes se someten a una resonancia magnética.
Esta secuencia mezclará gases de forma dinámica para lograr un aumento de 5 o 10 mmHg en la ETCO2 (incremento de ~5-7% de CO2 y disminución equivalente de nitrógeno) manteniendo el O2 constante.
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¿Qué mide el estudio?
Medidas de resultado primarias
Medida de resultado |
Medida Descripción |
Periodo de tiempo |
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Reactividad Cerebrovascular (CVR), líquido cefalorraquídeo vascularmente inducido (VE-bCSF)
Periodo de tiempo: 2,5 horas después de la intervención. Los datos se informarán al finalizar el estudio para todos los participantes.
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La reactividad cerebrovascular (CVR) se cuantificará mediante regresores de dióxido de carbono al final de la espiración (ETCO₂) con desfase temporal para modelar los cambios dependientes del nivel de oxígeno en sangre (BOLD) utilizando resonancia magnética funcional, capturando la relación positiva con retraso temporal entre ETCO₂ y la señal BOLD.
Los cambios mejorados vasculares en el flujo masivo de LCR se evaluarán mediante la regresión de señales globales de materia gris filtradas en banda de paso y sus derivadas sobre el flujo masivo de LCR para capturar la relación negativa con retraso temporal.
Ambas mediciones están en unidades arbitrarias y se cuantificarán calculando el porcentaje de cambio de señal y el ajuste estadístico entre los regresores.
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2,5 horas después de la intervención. Los datos se informarán al finalizar el estudio para todos los participantes.
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Eflujo de Proteínas (Medida Sustituta de la Eliminación de Residuos Cerebrales)
Periodo de tiempo: Se extraerá sangre al inicio, inmediatamente antes de la hipercapnia, a los 45 minutos después de la hipercapnia, a los 90 minutos después de la hipercapnia y a los 150 minutos después de la hipercapnia. Los datos se informarán al finalizar el estudio para todos los participantes.
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La salida de proteínas del cerebro hacia la sangre se medirá utilizando la plataforma Quanterix, con proteínas principales que incluyen la cadena ligera del neurofilamento, la tau derivada del cerebro y la proteína ácida fibrilar glial (unidades=picogramo/miligramo). Para la cadena ligera del neurofilamento (NfL), el límite de detección (LOD) es 0,104 pg/mL, el rango es 0,025-0,276 pg/mL y el límite inferior de cuantificación (LLOQ) es 0,241 pg/mL. Para la proteína ácida fibrilar glial (GFAP), el LOD es 0,221 pg/mL, el rango es 0,042-0,481 pg/mL y el LLOQ es 0,467 pg/mL. Para la tau derivada del cerebro (BD Tau), el LOD es 0,024 pg/mL, el rango es 0,007-0,059 pg/mL y el LLOQ es 0,053 pg/mL. Todos los valores se obtienen de las hojas de datos del sitio web de Quanterix. |
Se extraerá sangre al inicio, inmediatamente antes de la hipercapnia, a los 45 minutos después de la hipercapnia, a los 90 minutos después de la hipercapnia y a los 150 minutos después de la hipercapnia. Los datos se informarán al finalizar el estudio para todos los participantes.
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Medidas de resultado secundarias
Medida de resultado |
Medida Descripción |
Periodo de tiempo |
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Síntomas
Periodo de tiempo: Después de la primera extracción de sangre (es decir, sangre recolectada al inicio), 10 y 20 minutos después de la hipercapnia, así como después de la sangre recolectada 90 minutos después de la hipercapnia. Los datos se informarán al final del estudio para todos los participantes.
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Se pedirá a los participantes que califiquen 4 síntomas diferentes (dolor de cabeza actual, mareo actual, náuseas actuales y niebla mental actual) en una escala de Likert (rango 0-10 para cada síntoma) en múltiples momentos durante el estudio.
Las calificaciones de los síntomas se sumarán para crear una puntuación resumen única que puede oscilar entre 0 y 40.
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Después de la primera extracción de sangre (es decir, sangre recolectada al inicio), 10 y 20 minutos después de la hipercapnia, así como después de la sangre recolectada 90 minutos después de la hipercapnia. Los datos se informarán al final del estudio para todos los participantes.
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Colaboradores e Investigadores
Patrocinador
Investigadores
- Investigador principal: Andrew R Mayer, Phd, Mind Research Network
Fechas de registro del estudio
Fechas importantes del estudio
Inicio del estudio (Estimado)
Finalización primaria (Estimado)
Finalización del estudio (Estimado)
Fechas de registro del estudio
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Otros números de identificación del estudio
- 25-415
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Estudia un producto farmacéutico regulado por la FDA de EE. UU.
Estudia un producto de dispositivo regulado por la FDA de EE. UU.
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