Neuroinfiammazione indotta da isoflurano nei bambini con idrocefalo

Contesto e significato. Ogni anno, milioni di bambini ricevono l'anestesia generale. L'isoflurano, un agonista del recettore GABA di tipo A (GABAA), è un anestetico inalato comunemente usato nella pratica clinica dell'anestesia in tutto il mondo. Tradizionalmente si presume che gli anestetici siano sicuri fintanto che si evitano gravi ipotensione e ipossia. Interferire con l'equilibrio dei neurotrasmettitori eccitatori e inibitori nel cervello in via di sviluppo può interferire con la formazione di connessioni sinaptiche e migliorare i normali processi apoptotici che portano alla potatura neuronale e possono indurre neuroinfiammazione. Tale potatura neuronale potenziata e neuroinfiammazione potrebbero portare a un'eccessiva perdita neuronale in momenti critici durante lo sviluppo del cervello e di conseguenza causare successive difficoltà di apprendimento. Recenti segnalazioni di neurotossicità indotta con isoflurano hanno suscitato notevoli preoccupazioni circa la sicurezza di questo agente.

Le indagini sulla neuroinfiammazione e l'apoptosi dopo l'esposizione all'anestetico nei bambini umani sono state limitate a causa di preoccupazioni etiche e metodologiche. Gli studi che sono stati condotti sono stati in gran parte studi retrospettivi basati sulla popolazione. I risultati di questi studi sono stati contrastanti, alcuni mostrano un calo delle prestazioni neurocognitive, altri nessun cambiamento. Inoltre, la stragrande maggioranza della ricerca prospettica basata su ipotesi è stata intrapresa su modelli animali. Lo sviluppo di un modello animale clinicamente rilevante e la verifica delle ipotesi risultanti negli esseri umani sono passaggi fondamentali per determinare la causa alla base di questi cambiamenti e identificare possibili bersagli terapeutici. I ricercatori ipotizzano che i suinetti esposti agli anestetici comunemente usati mostreranno una maggiore neuroinfiammazione rispetto ai controlli. Si ipotizza inoltre che i bambini sottoposti a neurochirurgia con anestesia con isoflurano mostreranno evidenza di una maggiore infiammazione del sistema nervoso centrale. Infine, i ricercatori ipotizzano che un'infiammazione significativamente meno robusta sarà osservata nei pazienti sottoposti a risonanza magnetica con anestesia generale (nessun intervento chirurgico), indicando un ruolo dello stress chirurgico nella modulazione della neuroinfiammazione indotta da isoflurano.

Indagini Cliniche/Traslazionali (NCH): Gruppo di Chirurgia. I pazienti di età compresa tra 0 e 5 anni sottoposti ad anestesia generale per la riparazione dello shunt ventricoloperitoneale (VPS) verranno sottoposti a prelievo di liquido cerebrospinale e siero all'inizio dell'intervento chirurgico (dopo l'induzione ma prima dell'incisione chirurgica) e alla fine dell'intervento (dopo la chiusura ma prima dell'emergenza). Ciascuno di questi pazienti sarà randomizzato a un anestetico standardizzato. Un ulteriore campione di CSF verrà prelevato prima della dimissione dall'unità di cura post-anestesia (PACU). Questi campioni saranno analizzati come descritto sopra. Gruppo di controllo. I pazienti sottoposti a risonanza magnetica diagnostica in anestesia generale per patologia non neurologica riceveranno un anestetico standardizzato. Il siero sarà raccolto all'inizio e alla fine della procedura e sarà analizzato per l'infiammazione come sopra.

Obiettivi a breve termine: Dimostrare che l'isoflurano ha un ruolo nella modulazione della neuroinfiammazione nell'uomo. Determinare se anche lo stress chirurgico ha un ruolo nella modulazione di questa infiammazione. Sviluppare un modello animale clinicamente rilevante per la ricerca sulla neuroinfiammazione anestetica basata su ipotesi.

Obiettivi a lungo termine: identificare quali regimi anestetici, se presenti, sono sicuri per l'uso nel cervello in via di sviluppo. Identificare obiettivi terapeutici per la prevenzione o il trattamento della neuroinfiammazione indotta da anestetico. Ottenere finanziamenti federali indipendenti per la ricerca futura e istituire un programma sperimentale di neuroscienze nel campus nazionale per bambini.