Cambiamenti nella perfusione microvascolare durante la purificazione del sangue con Cytosorb® nello shock settico

Introduzione La sepsi è definita come un evento potenzialmente letale dovuto a una risposta immunitaria disregolata a un'infezione. Le tecniche di purificazione del sangue possono essere considerate un'arma terapeutica per fronteggiare la sepsi e lo shock settico.

La logica della purificazione del sangue nella sepsi è quella di modulare un profilo disregolato della risposta immunitaria all'ospite al fine di ridurre il danno tissutale dovuto alla produzione eccessiva di citochine pro-infiammatorie pleiotropiche.

La purificazione del sangue può anche controllare livelli elevati di citochine antinfiammatorie che possono portare a una modulazione verso il basso del sistema immunitario e all'immunoparalisi.

L'emoadsorbimento è una delle tecniche note di purificazione del sangue impiegate in questo studio e si basa sul principio che il sangue intero, entrando in contatto con la superficie di un sorbente appositamente progettato, verrebbe eliminato da determinati substrati. Con l'emoadsorbimento è possibile decircolare dal flusso sanguigno sostanze ad alto peso molecolare, come le citochine.

In questo studio la cartuccia Cytosorb®, basata sul principio dell'emoassorbimento, viene applicata a pazienti settici, affetti da insufficienza renale acuta, insieme a emodialisi veno-venosa continua (CVVH-D).

Il sistema immunitario è coinvolto nella patogenesi della sepsi, ma anche il microcircolo ha un ruolo cruciale nella storia naturale di questa sindrome.

Quando un sottoinsieme proinfiammatorio di citochine è sovraespresso, l'ossido nitrico sintasi inducibile viene attivato e porta a una produzione extra di ossido nitrico che si traduce in una regolazione interrotta del tono microvascolare e capillare. La microcircolazione svolge un ruolo fondamentale per regolare lo scambio di gas, nutrienti e metaboliti tra circolo sanguigno e cellule. Quando la perfusione microvascolare è alterata, può verificarsi ipossia tissutale con conseguente disfunzione d'organo.

L'analisi della microcircolazione può essere eseguita al letto del paziente utilizzando una tecnica di microscopia video non invasiva.

L'endpoint primario dello studio è verificare un miglioramento della densità dei vasi microcircolatori e della qualità del flusso sanguigno dopo l'esposizione a Cytosorb®. Questi due parametri sono ben descritti sinteticamente dalla Perfused Vessel Density (PVD).

Come endpoint secondari i ricercatori analizzeranno la modifica del flusso sanguigno microcircolatorio dopo la terapia di emoassorbimento. Il flusso sanguigno microvascolare, descritto dall'indice di flusso microvascolare (MFI), è alterato nella sepsi. I valori di MFI vanno da 0 a 3, dove 0 significa assenza di flusso e 3 flusso sanguigno continuo. Nello shock settico MFI risulta generalmente inferiore a 2.6, che è il valore di cut off tra MFI normale e alterato. L'aumento del valore di MFI è un segno di una buona risposta del microcircolo alla terapia.

Gli investigatori valuteranno anche l'ossigenazione dei tessuti periferici durante l'esposizione a Cytosorb utilizzando la spettroscopia nel vicino infrarosso (NIRS, modello Inspectra 560 Hutchinson®). Questa tecnica valuta la perfusione microvascolare sul muscolo dell'eminenza tenar. Un test di occlusione vascolare, che riproduce una condizione di ischemia stagnante, viene eseguito per valutare la reattività microvascolare ad un insulto di ischemia-riperfusione.

Durante il trattamento si prevede un miglioramento della perfusione tissutale e della reattività microvascolare.

Il monitoraggio emodinamico invasivo verrà eseguito utilizzando Picco2®. In risposta alla terapia sono attese variazioni dei parametri macroemodinamici.

Il punteggio SOFA (Sequential Organ Failure Assessment) sarà calcolato all'arruolamento in questo studio e durante la terapia.

Durante lo studio verranno raccolte frequenza cardiaca, SpO2, temperatura, pressione arteriosa media, emogasanalisi arteriosa e venosa centrale.

Materiali e metodi

In questo studio prospettico osservazionale non interventistico, verranno arruolati 10 pazienti settici con insufficienza renale acuta che necessitano di emodialisi veno-venosa continua.

Prima dell'arruolamento viene ottenuto un consenso informato formale. Questo studio è approvato dal comitato etico locale.

analisi statistica

Verrà eseguito il test di Kolmogorov-Smirnov per definire la distribuzione normale o non normale delle variabili. Il test ANOVA per misure ripetute con il test post hoc di Bonferroni o il test post hoc di Dunn sarà applicato per valutare le differenze nel tempo. Il test di Friedman sarà applicato per dati non distribuiti normalmente.

Prelievo di sangue

Al basale (T0) i partecipanti saranno sottoposti a emogasanalisi arteriosa per ottenere i seguenti valori: tensione arteriosa di O2 (PaO2), tensione arteriosa di anidride carbonica, pH, eccesso di basi, concentrazione di lattato, rapporto PaO2/FiO2 e analisi dei gas venosi centrali per determinare saturazione venosa centrale di O2.

Verrà misurata la concentrazione plasmatica delle principali citochine pleiotropiche, tra cui interleuchina (IL)1-beta, IL6, IL8, IL10, fattore di necrosi tumorale-alfa.

Dopo l'arruolamento, questi saggi verranno ripetuti al T1 (dopo 6 ore di esposizione a Cytosorb®) e al T2 dopo 24 ore di terapia.

Il conteggio di routine delle cellule del sangue, il profilo di coagulazione e la formula dei leucociti saranno eseguiti al basale e al T2 insieme al saggio di proCalcitonina.

Analisi del microcircolo

Gli investigatori analizzeranno la microcircolazione utilizzando la tecnica di microscopia video a campo oscuro sidestream applicata alla mucosa sublinguale, questa tecnica non è invasiva e indolore.

In questo studio gli investigatori utilizzeranno il Microscan di Microvision Medical (Paesi Bassi).

Verranno raccolti tre brevi video del microcircolo, catturati in tre diverse aree della mucosa sublinguale. Questi video saranno analizzati utilizzando l'analisi vascolare automatizzata (software AVA 3.2, Microvision Medical, Amsterdam, NL). La densità del microcircolo è descritta dalla densità totale dei vasi (TVD) e dal punteggio di De Backer; la qualità del flusso della microcircolazione è definita dall'indice di flusso microvascolare (MFI) e dalla percentuale di vaso perfuso (PPV). La Perfused Vessel Density (PVD) descrive la densità di un vaso ben perfuso. L'analisi del microcircolo sarà eseguita a T0, T1 e T2.

Ossigenazione dei tessuti

L'ossigenazione dei tessuti sarà valutata mediante spettroscopia nel vicino infrarosso (NIRS) applicata al muscolo dell'eminenza tenare.

Il dispositivo Inspectra® (Hutchinson modello 560) misura la saturazione di ossigeno tissutale e stima il contenuto di emoglobina tissutale che viene riassunto nell'indice di emoglobina tissutale (THI).

Verrà eseguito un test di occlusione vascolare, che simula una condizione di ischemia-riperfusione del tessuto per valutare la reattività microvascolare.

Un bracciale viene applicato all'avambraccio e gonfiato a 300 mmHg per generare un'ischemia stagnante. La schermata Inspectra genera una curva di desaturazione denominata Downslope. Quando viene raggiunto un valore di saturazione di O2 tissutale del 40%, la cuffia di occlusione viene sgonfiata e la schermata Inspector disegna una curva di risaturazione del tessuto, denominata Upslope. Vengono misurati i valori di pendenza ascendente e discendente. Nella fase di risaturazione si ottiene un'Area Iperemia in quanto la saturazione di O2 tissutale supera generalmente per un certo periodo di tempo il valore basale. L'area di iperemia viene misurata come indice di reattività microvascolare.

La NIRS con test di occlusione vascolare verrà eseguita a T0, T1 e T2.

Monitoraggio emodinamico

Ogni partecipante sarà sottoposto a monitoraggio emodinamico con dispositivi basati sulla termodiluizione transpolmonare (Picco2® di Pulsion ed EV1000® di Edwards). La calibrazione basata sulla termodiluizione è ottenuta al tempo basale, a T1 e T2.

La dose del vasopressore, i parametri emodinamici e il punteggio SOFA saranno registrati a t0, t1, t2..