Overleving van rode bloedcellen (RBC) na transfusie bij zuigelingen

Fase I: omvat alleen Aim #1 van Thrasher Foundation Grant waarin volwassen proefpersonen worden bestudeerd.

SPECIFIEK DOEL #1 (Thrasher Foundation Grant): In vitro ontwikkelen en valideren in vivo bij volwassen mensen en anemische baby's van het vermogen om RBC's te biotinyleren met maximaal 5 verschillende dichtheden voor het gelijktijdig bepalen van RBC-kinetiek van meerdere, verschillende RBC-populaties. Dit vereist een uitbreiding van de RBC-biotine-etiketteringstechnologie die we eerder hebben ontwikkeld. Na verfijning zal de methode worden toegepast in de volgende doelen die worden uitgevoerd bij anemische zuigelingen die klinisch geordende RBC-transfusies krijgen.

Zoals gesuggereerd door onze eerdere RBC-overlevingsstudies, verwachten we dat de zwaarste biotine-labeling de intrinsieke RBC-structurele eigenschappen van RBC's zal veranderen, waardoor hun overleving op lange termijn wordt verkort. De in vitro en in vivo validatiestudies die we voorstellen bij volwassenen zijn noodzakelijk omdat de voorwaarden voor het reproduceerbaar verkrijgen van discrete RBC-biotinedichtheden op geschikte, dicht bij elkaar gelegen intervallen niet definitief zijn uitgewerkt, noch hebben we empirisch bepaald welke van de vijf dichtheden niet artefactueel zullen zijn kortere overleving van RBC op lange termijn. We kunnen de lichtere dichtheden gebruiken voor RBC-overlevingsmetingen en de zwaardere dichtheden voor de gelijktijdige RBC-volumemetingen die nodig zijn om rekening te houden met RBC-volumetoenames veroorzaakt door groei. Het is belangrijk om deze haalbaarheidsstudies uit te voeren bij zowel volwassenen als zuigelingen vanwege de enorm verschillende fysiologische toestanden, dwz normale, gezonde volwassenen bevinden zich in een stabiele erytropoëse, terwijl ernstig zieke, anemische zuigelingen meerdere klinische omstandigheden ervaren die de overleving van RBC verstoren, bijvoorbeeld groei , flebotomie, tussenliggende transfusie, enz.

Naast de biotine-labeling van RBC-methode, zal de "differentiële agglutinatie, antigene methode" met behulp van flowcytometrie worden toegepast voor zuigelingen die allogene RBC-transfusies krijgen. De resultaten van beide methoden worden met elkaar vergeleken. De differentiële agglutinatiemethode maakt gebruik van verschillen in de RBC-oppervlakte-antigenen tussen de donor en de ontvanger voor het bepalen van RBC-overleving op korte en lange termijn. Genotyperingsresultaten van volwassen donor- en RBC-antigenen van de ontvanger van de baby (uitgevoerd in het Mississippi Valley Regional Blood Center) maakt identificatie van kleine bloedgroepverschillen tussen donor- en ontvanger-RBC's mogelijk, zodat correct gelabelde kleine RBC-antilichamen (commercieel verkrijgbaar en gebruikt door bloedbanken voor minder belangrijke bloedgroep RBC-typering) kan worden gebruikt bij flowcytometrische bepaling van RBC-overleving. RBC-overleving bepaald voor elk van de biotinelabels en voor de RBC-antigeenverschillen zullen allemaal met elkaar worden vergeleken. De differentiële agglutinatie/antigeenmethode zal worden beschouwd als de "gouden standaard", aangezien de RBC's ex-vivo worden gelabeld, NA de RBC-transfusie, dus zonder de RBC-membraanoppervlakte-eiwitten te wijzigen zoals biotinylatie doet. Onze hypothese is dat de toevoeging van te veel biotine kan leiden tot artefactueel verkorte in vivo RBC-overleving, maar lagere doses biotine niet. Door ook de differentiële agglutinatie/antigeenmethode RBC-overlevingsresultaten op te nemen, zullen we onze multi-density biotine-hypothese beter kunnen valideren.

Ons algemene doel van dit onderzoek is het verbeteren van de transfusiepraktijken van rode bloedcellen (RBC) voor bloedarmoede, ernstig zieke baby's. Dit project heeft steun gekregen van twee subsidieverstrekkers: 1) The Thrasher Foundation, getiteld "Red Blood Cell Recovery and Survival Following Transfusion in Infants;" en 2) NIH PPG Grant P01 HL046925, Project 1 getiteld: "Overleven van rode bloedcellen na transfusie bij zuigelingen." Samenvattingen voor beide zijn hieronder opgenomen. Dit project zal in twee fasen worden gerealiseerd:

Fase I omvat studies van autologe gebiotinyleerde RBC's die werden getransfundeerd in gezonde volwassen menselijke vrijwilligers (zie Specific Aim #1 in Thrasher Foundation Abstract hieronder); En

Fase II omvat studies van baby's die een arts nodig hebben om transfusies van rode bloedcellen te bestellen (zie Specifieke doelen #2, #3 en #4 in Thrasher Foundation Abstract hieronder; en zie Specifiek doel #4 in NIH dat in zijn geheel is opgenomen in de drie Thrasher Foundation Subsidie ​​specifieke doelen).

De Fase I-onderzoeken zijn voltooid en we schrijven geen volwassenen meer in. We schrijven baby's in voor fase II-onderzoeken. We voegen deze fasen achtereenvolgens toe op basis van de aanbeveling van Martha Jones op het moment dat ons voorstel voor het eerst werd ingediend bij de IRB. We hebben de kennis die we hebben opgedaan met de Fase I-onderzoeken bij volwassen proefpersonen toegepast om wijzigingen aan te brengen in onze onderzoeksopzet voor Fase II die moet worden uitgevoerd bij jonge proefpersonen die klinisch geordende RBC-transfusies krijgen. Aan het einde van fase II wordt een rechtvaardiging gegeven voor het opnemen van een nieuwe, vergelijkende "gouden standaard"-methode voor het bepalen van RBC-overleving bij zuigelingen (de "differentiële agglutinatie, antigene methode"). We hebben de inschrijving van alle volwassen proefpersonen voor fase I afgerond.

SAMENVATTING I (VOOR THRASHER FOUNDATION SUBSIDIE)

Achtergrond:

Bloedarmoede, ernstig zieke pasgeboren baby's behoren tot de meest getransfundeerde patiëntengroepen in de VS. Jaarlijks krijgen naar schatting 130.000 zuigelingen ongeveer 1.000.000 RBC-transfusies. In tegenstelling tot volwassenen ontbreken belangrijke gegevens over het transfusieproduct voor een optimale overleving van RBC bij zuigelingen. Bijdragen aan dit gebrek zijn twee belangrijke recente veranderingen in neonatale bloedbank- en transfusiepraktijken. Dit zijn 1) het gebruik van getransfundeerd volwassen donorbloed dat is bewaard tot de FDA-limiet van 42 dagen in plaats van alleen bloed te gebruiken dat minder dan 7 dagen is bewaard, zoals eerder was gedaan; en 2) mogelijk gebruik van het eigen bloed van de baby dat uit de placenta wordt geoogst om de risico's van virale infecties en immuuntransfusiereacties van donorbloed te vermijden. Helaas zijn er geen definitieve studies bij zuigelingen die deze veranderingen aanpakken door de overleving van RBC rechtstreeks te meten. Dergelijke zuigelingenstudies werden gehinderd door technische problemen. Concreet moeten RBC-overlevingsgegevens worden gecorrigeerd voor groei, verlies van laboratoriumbloedingen en tussenkomende aanvullende RBC-transfusies, maar in de praktijk is dat niet het geval. Bovendien hebben veiligheidskwesties veel overlevingsstudies van RBC bij zuigelingen onmogelijk gemaakt (bijvoorbeeld blootstelling aan 51Cr-radioactiviteit en verwijdering van te veel bloed van de huidige kleine, te vroeg geboren baby's). Inderdaad, vóór 1970 (het einde van het gebruik van 51Cr als een RBC-label in RBC-overlevingsstudies bij zuigelingen), overleefden zuigelingen die bij de geboorte minder dan 1500 g wogen niet vaak, en er bestaan ​​geen RBC-overlevingsgegevens voor de kleinste, meest getransfundeerde zuigelingen van vandaag. met een geboortegewicht van 500-1000 g.

Specifieke doelstellingen:

Specifiek doel #1: In vitro ontwikkelen en valideren in vivo bij volwassenen van het vermogen om RBC's te biotinyleren tot 5 discrete dichtheden die meetbaar zijn met flowcytometrie. Deze vijf RBC-biotinedichtheidslabels zullen worden gebruikt in specifieke doelen #2, 3 en 4 om tegelijkertijd de RBC-overleving van meerdere, verschillende populaties van getransfundeerde RBC's bij te vroeg geboren baby's te bepalen.

Specifiek doel #2. Om te bepalen of RBC-overleving van donor- en placenta-RBC's significant langer is bij aanpassing door wiskundige modellering. We verwachten dat de ongemodelleerde waarden de overleving van RBC substantieel onderschatten.

Specifiek doel #3. Om de overlevingsresultaten van RBC op de lange termijn te vergelijken voor getransfundeerde volwassen donor en foetale / placenta RBC's bij anemische pasgeboren baby's. We verwachten dat een snellere groei van foetussen zal resulteren in meer stress-erytropoëse, wat leidt tot intrinsieke RBC-"defecten" en een kortere RBC-overleving in vergelijking met volwassen donor-RBC's.

Specifiek doel #4. Het kwantificeren van de effecten van opslag op de modelgecorrigeerde RBC-overleving van RBC's van volwassen donoren die zijn getransfundeerd in pasgeboren baby's. We verwachten dat opslag van donor-RBC's de overleving van RBC niet zal veranderen.

Studie ontwerp:

De hier voorgestelde onderzoeken bouwen voort op biotinylatie en wiskundige modelleringsmethoden die onze onderzoeksgroep heeft ontwikkeld voor het nauwkeurig meten van RBC-overleving zonder het kind bloot te stellen aan radioactiviteit. De biotine RBC-labelmethode is zeer geschikt voor pasgeboren baby's omdat het de gelijktijdige tracking van meerdere RBC-populaties op <10 μL bloed mogelijk maakt. Overleving van RBC's gelabeld met meerdere biotinedichtheden zal worden gekwantificeerd met behulp van de standaard RBC-overlevingsparameters, dwz herstel van RBC's op korte termijn gedurende 24 uur na transfusie en gemodelleerde RBC-overleving op lange termijn, dwz tot 50 en 100% van met biotine gelabelde RBC's zijn uit de circulatie verdwenen. De laatste twee metingen zullen worden berekend met behulp van de vereiste wiskundige aanpassingen voor groei, verlies van laboratoriumbloedingen en tussenliggende RBC-transfusies.

Alleen Specific Aim #4 in de Thrasher Foundation Abstract heeft betrekking op proefpersonen met menselijke baby's. Specifiek doel #4) GEBRUIK DE RBC-BIOTINYLATIE EN WISKUNDIGE MODELLERINGSMETHODOLOGIEËN DIE ZIJN GEVALIDEERD BIJ VOLWASSEN SCHAPEN EN PASGEBOREN LAMMEREN OM NAUWKEURIG DE POST-TRANSFUSIE RBC-KINETICA TE METEN BIJ PASGEBOREN ZUIGELINGEN MET EEN TRANSFUSIE MET VERSE AUTOLOGE, VERSE ALLELOGENE EN OPGESLAGEN ALLOGENE RBCS. Het gebruik van biotine, een niet-toxische, niet-radioactieve B-vitamine, om gelijktijdig onderscheid te maken tussen verschillende RBC-populaties door middel van flowcytometrie, is van cruciaal belang voor het bereiken van onze doelstellingen en heeft duidelijke voordelen ten opzichte van andere RBC-etiketteringsmethoden in zowel veiligheid als nauwkeurigheid. Door gebruik te maken van de vier specifieke doelen om ons doel te bereiken om effectievere transfusiepraktijken tot stand te brengen door het optimale RBC-transfusieproduct te identificeren voor gebruik bij anemische ZUIGELINGEN.