Yhdistetty intracerebraalinen ja kaulabulb-mikrodialyysi

Tarkoitus

Kuvailla aivojen mitokondrioiden toimintahäiriöiden ilmaantuvuutta koomassa olevilla potilailla, jotka on otettu Odensen yliopistollisen sairaalan neurointensiiviseen hoitoyksikköön (NICU) ja arvioida mahdollisia korrelaatioita aivo- ja kaulalamppumikrodialyysin välillä pyrittäessä kehittämään uusia, tehokkaita ja vähemmän invasiivisia diagnostisia työkaluja asiaankuuluvat potilasryhmät.

Tausta

Useiden vakavien neurologisten ja neurokirurgisten sairauksien, mukaan lukien vakavan traumaattisen aivovaurion, kallonsisäisen verenvuodon, aivoinfektion ja sydämenpysähdyksen jälkeisen maailmanlaajuisen hypoksisen vamman, tunnusmerkki on, että ensisijainen loukkaus on poissa terapeuttisten toimenpiteiden ulottuvilta. Toissijaiset vammat, jotka aiheutuvat päivien tai viikkojen aikana ensisijaisen loukkauksen jälkeen, voidaan kuitenkin ehkäistä tai hoitaa. Tulehdus, ohimenevä iskemia, vapaiden radikaalien muodostuminen, solujen Ca2+-virtaus ja mitokondrioiden toimintahäiriöt ovat siksi kaikki esimerkkejä ajankohtaisista neurointensiivihoidon tutkimusaiheista.

Tutkimusryhmällä on pitkä kokemus kokeellisesta ja kliinisestä työstä neurokriittisten sairauksien aivoaineenvaihdunnan alalla. Viime vuosina neuromonitorointi aivomikrodialyysillä on ollut pääpaino, samoin kuin mitokondrioiden toimintahäiriö mahdollisena terapeuttisena kohteena. Vuonna 2004 tutkijat osoittivat, kuinka aivomikrodialyysihoitoa saavien SAH-potilaiden seuranta voi ennustaa viivästyneitä neurologisia heikkenemisvaiheita/vasospasmiin liittyviä komplikaatioita, minkä tulokset vahvistivat myöhemmät ulkoiset tutkimukset. Vuosina 2012 ja 2014 on julkaistu tuloksia mitokondrioiden toimintahäiriöiden diagnosoinnista aivojen mikrodialyysin biokemiallisten mallien perusteella kokeellisesti ja kliinisesti. Lyhyesti sanottuna aivokemiallinen kuvio, jossa on kohonnut laktaatti/pyruvaatti-suhde ja samanaikaisesti normaalit tai supranormaalit pyruvaatti- ja glukoositasot yhdessä normaalin kudosten hapen seurannan kanssa, osoittaa mitokondrioiden toimintahäiriötä. Mitokondrioiden toimintahäiriöllä on todennäköisimmin keskeinen rooli tulosten pahenemisessa useissa aivopatologisissa tiloissa, ja se saattaa olla farmakologinen interventio.

Mikrodialyysitekniikka perustuu ohueen koettimeen, jossa puoliläpäisevä kalvo asetetaan vahingoittuneeseen aivokudokseen, joka kerää interstitiaalista nestettä pieneltä koetinta ympäröivältä alueelta. Neste analysoidaan aineenvaihduntatuotteiden, proteiinien tai farmakologisten aineiden varalta, ja sen on aiemmin osoitettu olevan erittäin arvokas NICU-hoidon ohjauksessa ja ennustamisessa. Yksi tekniikan ongelma on kuitenkin se, että mittaukset ovat alueellisia ja rajoittuvat koettimen hyvin pieneen näytteenottotilavuuteen. Toinen este on, että tekniikka on intrakraniaalinen invasiivinen.

Tavoitteet

Nykyisessä prospektiivisessa kohorttitutkimuksessa tutkijat kuvaavat mitokondrioiden toimintahäiriöiden esiintyvyyttä potilailla, jotka on otettu NICU:hun, jolla on vaikea subarachnoidaalinen verenvuoto (SAH). Koska SAH:sta kärsivillä potilailla on usein ei-iskeeminen aivojen aineenvaihduntavaiva, globaali aivomittaus olisi oletettavasti yhtä hyödyllinen tai hyödyllisempi kuin fokaalinen mittaus vain hyvin pienestä alueellisesta aivotilavuudesta. Tutkijat haluavat arvioida uutta seurantamenetelmää, aivolaskimoverenpoiston mikrodialyysiä. Aivolaskimon poisto kulkee lähes poikkeuksetta kaulasipulien läpi, vasemman tai oikean puolen enemmistö hallitsevasta asemasta riippuen. Tutkijat vertailevat alueellisten aivo- ja laskimomittausten tuloksia vahvistaakseen hypoteesin, että aivojen aineenvaihduntahäiriöt heijastuvat kaulasipulin laskimoverenpoistoon. Pilottitutkimus potilailla, joille tehdään avosydänleikkaus, on vahvistanut merkittävät erot laktaatin ja pyruvaatin välillä valtimoiden systeemisessä ja kaulalaskimoveressä. Silti tämän ryhmän julkaisemattomat tiedot sian kokeellisesta mallista tukevat maailmanlaajuisen metabolisen laskimoseurannan mahdollisuutta.

Näkökulmat

Jos kaulabulb-mikrodialyysin voidaan varmistaa luotettavan globaalin arvion aivojen aineenvaihdunnan tilasta, voi olla mahdollista ottaa käyttöön uusi, vähemmän invasiivinen diagnostinen työkalu NICU-potilaille. Nykyisin käytössä olevat sijaistoimenpiteet, kuten mm. NIRS (Near Infrared Spectroscopy) korreloi huonosti aivojen metaboliseen tilaan.