Stress ossidativo e recupero chirurgico

Questo è uno studio pilota interventistico randomizzato, in doppio cieco, controllato con placebo su 20 pazienti sottoposti per la prima volta ad artroplastica totale dell'anca (THA) per artrosi cronica presso la Stanford Medicine. I ricercatori esamineranno, registreranno e raccoglieranno dati biologici e comportamentali da 20 partecipanti come delineato in precedenti studi clinici osservazionali e interventistici intrapresi in stretta collaborazione con il Dipartimento di Chirurgia Ortopedica. In particolare, sono in atto procedure operative standard per lo screening, il reclutamento, le valutazioni di laboratorio e la raccolta dei dati clinici, tra cui lo screening di idoneità tramite EPIC (EHR) prima della visita preoperatoria dei pazienti, il reclutamento coordinato e il consenso durante la visita pre-operatoria, compresi quelli relativi allo studio lavoro di laboratorio, ulteriori valutazioni preoperatorie dopo la visita (es. compilazione da remoto dei questionari e importazione diretta dei risultati in REDCap) e monitoraggio in tempo reale del processo di raccolta e conservazione dei dati (es. inclusi promemoria telefonici/e-mail in caso di dati mancanti).

Verranno effettuate valutazioni ripetute del dolore, della funzione fisica e del farmaco analgesico prima dell'intervento chirurgico, quotidianamente nei giorni postoperatori 1-3, e poi due volte a settimana nelle settimane post-operatorie 1 - 6. Il delirio verrà misurato nei giorni 1-3 mentre in- Ospedale. Ulteriori dati includeranno dati demografici (età, indice di massa corporea, sesso, razza ed etnia), dati chirurgici/anestetici (ad es. durata) e anamnesi medica/farmaci.

I campioni di sangue periferico saranno raccolti prima dell'intervento chirurgico e 1 ora e 24 ore dopo l'intervento chirurgico sulla base del nostro studio precedente che mostra che l'attivazione dei monociti (comprese le risposte di segnalazione STAT3, CREB e NFkB nei monociti CD14 + CD16-) subito dopo l'intervento chirurgico è fortemente correlata alla risoluzione ritardata del dolore e funzionale menomazione. I campioni di respiro esalato saranno raccolti intraoperatoriamente prima dell'incisione e alla chiusura della ferita, nonché a 1 e 24 ore dopo l'intervento.

Infusione di N-acetilcisteina: una dose di carico di 50 mg/kg verrà iniziata come infusione di 1 ora prima dell'incisione chirurgica e sarà seguita da una dose di mantenimento di 50 mg/kg somministrata nell'arco di 4 ore. Questo è un paradigma di dosaggio standard che è sicuro se usato intraoperatoriamente e raramente causa effetti avversi significativi (principalmente reazioni allergiche).

Chirurgia e anestesia: i partecipanti saranno sottoposti ad artroplastica unilaterale dell'anca eseguita da tre chirurghi utilizzando lo stesso approccio. La gestione anestetica e perioperatoria dei pazienti è standardizzata e segue le raccomandazioni basate su ERAS.

Misure: verranno utilizzati strumenti ben convalidati per valutare il dolore, l'interferenza del dolore e la funzione dell'articolazione colpita e operata, tra cui il Western Ontario e il McMaster Universities Osteoarthritis Index (WOMAC) adattato per i pazienti sottoposti a chirurgia articolare degli arti inferiori, il Brief Pain Inventory (BPI ) e la Surgical Recovery Scale (SRS). Il consumo di oppioidi sarà quantificato come equivalenti di idromorfone per via endovenosa (milligrammi/giorno) utilizzando tabelle di conversione degli oppioidi ampiamente accettate.

Analisi del campione: Il sangue e il plasma saranno raccolti e processati per l'analisi con citometria di massa come descritto in precedenza. Verrà applicato un pannello di anticorpi CyTOF umani a 39 parametri che consentirà l'analisi simultanea di 1) tutti i principali fenotipi delle cellule immunitarie 2) risposte di segnalazione intracellulare endogena (incluso il segnale pSTAT3, pCREB e pNF-kB) e 3) marcatori intracellulari di reattività aldeidi (es. segnale 4-HNE e MDA).

I campioni di respiro saranno analizzati per le aldeidi tra cui formaldeide, crotenaldeide e benzaldeide utilizzando la spettroscopia di massa nel laboratorio del Dr. Gross.

I campioni di plasma saranno analizzati per MDA libero e 4-HNE in campioni di plasma al basale, 1 e 24 ore nel laboratorio del Dr. Clark.

Analisi e modellazione dei dati sugli esiti: gli esiti auto-riportati saranno analizzati utilizzando i modelli convalidati associati a ciascun esito per estrarre un numero quantificato e normalizzato associato al recupero. I dati di attigrafia a 60 Hz verranno prima estratti per modelli associati alle attività quotidiane (ad es. numero di passi) e livelli di intensità. Successivamente, verrà stabilita una linea di base utilizzando i dati raccolti durante e prima dell'intervento chirurgico, per ciascuna variabile. Tutte le variabili saranno normalizzate a questa linea di base per tenere conto degli effetti specifici del paziente. Infine, un modello lineare multivariato (con i giorni trascorsi dall'intervento chirurgico come variabile di risposta) verrà utilizzato per modellare l'intero set di dati attigrafici. L'area sotto la rispettiva curva di recupero di ciascun paziente secondo questo modello verrà utilizzata come risultato obiettivo del recupero. Nei nostri studi preliminari (dati non mostrati) questo risultato è stato trovato correlato con diversi aspetti del sistema immunitario.

Analisi e modellazione dei dati CyTOF: l'elevato numero di punti dati (milioni di cellule per paziente) e le variabili misurate (decine di percorsi di segnalazione in centinaia di tipi di cellule) pongono sfide computazionali uniche che non possono essere affrontate utilizzando i tradizionali strumenti di bioinformatica. I ricercatori svilupperanno un quadro bayesiano che combinerà la conoscenza a priori del sistema immunitario con la profilazione della citometria di massa all'avanguardia per costruire un modello predittivo delle risposte di segnalazione delle cellule immunitarie innate e adattative per ciascuno dei risultati del recupero.