Terapia della luce blu nella riduzione dell'infiammazione durante la sepsi

Contesto e dati preliminari:

I nostri studi murini suggeriscono che l'esposizione alla luce blu (480 nm), rispetto alla luce ambientale bianca o ambra (580 nm), riduce la risposta infiammatoria (cioè la concentrazione di citochine), il rischio di insufficienza d'organo (cioè insufficienza renale) e migliora la eliminazione e controllo del focolaio infettivo (cioè, conta batterica addominale e polmonare ridotta e disseminazione batterica nei tessuti del fegato e della milza) nei topi sottoposti a un modello di legatura e puntura cecale (CLP) o un modello di polmonite. Questi dati supportano direttamente il progetto proposto e la sperimentazione.

L'esposizione alla luce blu dopo un modello di sepsi con legatura e puntura cecale (CLP) riduce l'infiammazione sistemica, come evidenziato dalla riduzione delle concentrazioni sieriche di TNF-alfa, IL-6 e IL-10. Questi topi avevano una ridotta presenza di batteri nell'addome e una ridotta batteriemia. Avevano anche una ridotta insufficienza renale dopo la sepsi rispetto ai topi sottoposti a luce ambientale. Dati simili sono stati osservati nei topi sottoposti a un modello di Klebsiella pneumoniae: migliore sopravvivenza, riduzione dei batteri all'interno del polmone, ridotta batteriemia e disseminazione nei tessuti del fegato e della milza e ridotta infiammazione sistemica nei topi esposti alla luce blu.

Significato:

I nostri dati suggeriscono che la modulazione delle caratteristiche della luce comporta il potenziale per modificare la risposta dell'ospite a lesioni e malattie critiche e, quindi, migliorare l'esito. La capacità di modificare la risposta dell'ospite allo stress di operazioni importanti e sepsi comporta un immenso potenziale per migliorare la cura del paziente. È importante sottolineare che il rischio di luce è minimo. Pertanto, l'intervento di esposizione di un paziente a uno spettro di luce caratteristico comporta un rapporto rischio/beneficio molto elevato. I risultati di questi studi possono essere direttamente applicabili a una popolazione più generalizzata di pazienti critici.

Approccio:

I soggetti riceveranno le cure preoperatorie, intraoperatorie e postoperatorie standard per l'appendicectomia o la resezione del colon. Tutte le operazioni saranno eseguite da uno dei chirurghi di chirurgia traumatologica / acuta presso PUH. I soggetti con polmonite riceveranno cure mediche standard per la polmonite. Tutte le cure mediche saranno eseguite da uno dei medici di terapia intensiva presso PUH. Non ci sono deviazioni dalle cure standard ricevute per i soggetti con queste diagnosi.

Le discussioni sullo studio, il consenso informato e la successiva interazione del soggetto avverranno durante la visita iniziale che si verifica in ospedale al momento della diagnosi.

Ci sono 4 gruppi che vengono valutati:

1. soggetti sottoposti ad appendicectomia ed esposti a luce blu: n=12
2. soggetti sottoposti ad appendicectomia e NON esposti a luce blu: n=12
3. soggetti sottoposti a resezione del colon per diverticolite ed esposti a luce blu: n=12
4. soggetti sottoposti a resezione del colon per diverticolite e NON esposti a luce blu: n=12
5. soggetti con polmonite ed esposti a luce blu: n=12
6. soggetti con polmonite e NON esposti a luce blu: n=12

I soggetti che devono essere esposti alla luce blu saranno forniti dal personale di ricerca (Dr. Rosengart) con una luce SAD Day-Light Classic da 10.000 lumen, un dispositivo che è stato utilizzato in molti degli studi pubblicati precedentemente elencati (Epilepsy Behav. 2012 luglio;24(3):359-64. doi: 10.1016/j.yebeh.2012.04.123. Epub 2012 30 maggio.) Questa luce è dotata di un filtro a spettro blu, tale da produrre 2000 lumen di illuminazione a spettro blu a una distanza di 12 pollici. Questa intensità della luce è 1/5 di quella utilizzata in precedenti studi sull'uomo. I gruppi comparativi che non sono esposti alla luce blu non ricevono questa luce, ma per il resto sono sottoposti a standard di cura identici e avranno il sangue prelevato per scopi di ricerca.

Al momento dell'arruolamento i soggetti da esporre alla luce blu saranno istruiti sull'uso della luce, anche se durante il periodo di esposizione alla luce la luce sarà gestita dal team investigativo. La luce è piccola (4 X 16 X 21 pollici) e pesa meno di un chilo. È filtrato dai raggi UV e privo di abbagliamento. C'è un unico interruttore "On/Off".

Questo studio è uno studio di efficacia piuttosto che di efficacia. Pertanto, non esistono linee guida rigide obbligatorie in merito all'ubicazione o alla durata dell'illuminazione o ad altre restrizioni ambientali.

Coorte chirurgica: il giorno dell'intervento, i soggetti che devono essere esposti alla luce blu saranno esposti alla luce dello spettro blu dopo il consenso e prima dell'operazione. Saranno anche esposti alla luce per un periodo di 24 ore dopo l'intervento. Questa esposizione alla luce sarà avviata, mantenuta e rimossa dal Dr. Matthew Rosengart. La luce sarà posizionata a 12 pollici dal soggetto per il periodo precedente e per 24 ore durante il giorno postoperatorio 1. In qualsiasi momento il soggetto può richiedere la rimozione della luce.

L'assistenza standard preoperatoria e postoperatoria, inclusa l'analisi del campione di sangue, sarà diretta dall'équipe chirurgica ed eseguita presso l'ospedale UPMC PUH.

Coorte di polmonite: il giorno della diagnosi di polmonite, i soggetti che devono essere esposti alla luce blu saranno esposti alla luce dello spettro blu dopo il consenso. Saranno esposti alla luce per un periodo di 24 ore dopo la diagnosi. Saranno inoltre esposti alla luce blu per 12 ore nei giorni 2 e 3 del trattamento della polmonite. L'esposizione alla luce verrà avviata, mantenuta e rimossa dal Dr. Matthew Rosengart. La luce sarà posizionata a 12 pollici dal soggetto per il periodo precedente e per 24 ore durante il giorno postoperatorio 1. In qualsiasi momento il soggetto può richiedere la rimozione della luce.

Per TUTTI i soggetti estrarremo i dati dal registro elettronico relativi alla conta dei globuli bianchi.

Saranno ottenuti altri 2 campioni di sangue solo a scopo di ricerca per misurare le concentrazioni di citochine sieriche. Questi campioni di sangue sono ottenuti da TUTTI i soggetti dello studio.