Proteomics voor identificatie van hyperoxie-geïnduceerde veranderingen in eiwitexpressie

Zuurstof is nodig om het menselijk leven in stand te houden en wordt gebruikt voor energieproductie door oxidatie in de mitochondriën. Toediening van zuurstof verhoogt niet alleen de verzadiging in het bloed van de patiënt, maar heeft ook diverse neveneffecten. Het wordt daarom gebruikt om ziekten te behandelen die het vermogen van het lichaam om zuurstof op te nemen en te gebruiken verminderen. Maar zelfs gezonde mensen kunnen last krijgen van hypoxie wanneer ze opstijgen naar grote hoogte. Hier kan hoogteziekte leiden tot mogelijk fatale complicaties, zoals hersenoedeem op grote hoogte of longoedeem op grote hoogte. Aangezien hypoxie desastreuze gevolgen kan hebben, wordt hyperoxie vaak getolereerd in veel pre- en ziekenhuissituaties.

Terwijl de effecten van hypoxie goed bestudeerd zijn, hebben vooral publicaties in het laatste decennium geleid tot een nieuw perspectief op zuurstoftoepassing. Naast pathofysiologische veranderingen zoals perifere vasoconstrictie of vermindering van contractiliteit, lijken vooral veranderingen op cellulair niveau van groot belang te zijn. Hier staan ​​​​oxidatieve stress en verandering van eiwitsynthese in verschillende organen centraal in huidige studies.

De differentiële analyse van eiwitexpressie in weefsels (proteomics) is een belangrijke benadering voor een beter begrip van de negatieve effecten van hyperoxie. Vooral voor patiënten met een langdurig hoge zuurstofbehoefte kan de kennis van cellulaire veranderingen tijdens hyperoxie resulteren in nieuwe therapeutische benaderingen en een vermindering van het aantal complicaties.

In het huidige moleculair biologische onderzoek zullen urine- en bloedmonsters van gezonde vrijwilligers worden verzameld op gespecificeerde tijdstippen na kortdurende blootstelling aan zuurstof. Deze monsters zullen na de studie worden geanalyseerd met behulp van de differentiële analyse van eiwitexpressie. Het doel van deze studie is om de effecten van zuurstof op de celfuncties te onderzoeken door analyse en daaropvolgende bioinformatische verwerking van differentieel gereguleerde eiwitten in bloed en urine.

Na controle van de in- en exclusiecriteria worden biometrische gegevens van de proefpersonen verzameld.

Voor kortdurende hyperoxie wordt een bloed- en urinemonster afgenomen. Hier krijgen de deelnemers onder steriele omstandigheden 5 ml veneus bloed uit de hoofdader. Voor het verkrijgen van het urinemonster wordt spontane urine van deelnemers gebruikt. De monsters worden onmiddellijk gecentrifugeerd en snel ingevroren bij -80°C. Om aantasting van de long voorafgaand aan de kortdurende hyperoxie uit te sluiten, wordt een longfunctietest uitgevoerd met behulp van een handspirometer.

Om hyperoxie op te wekken, ademen proefpersonen gedurende 3 uur 100% zuurstof in via een gezichtsmasker.

Na het uitvoeren van de kortdurende hyperoxie vindt de nazorgfase plaats. In deze fase worden direct na de hyperoxie (T0), op dag 1 (T1), dag 3 (T3), dag 7 (T7), dag 14 (T14), dag 21 (T21) bloed- en urinemonsters van de proefpersonen afgenomen. ) en dag 28 (T28) na blootstelling aan zuurstof. Alle monsters worden onmiddellijk na afname gecentrifugeerd en snel ingevroren bij -80°C. Om hyperoxie-geïnduceerde longbeschadigingen uit te sluiten, wordt tijdens de follow-up een spirometrie uitgevoerd.

Nadat de monsters van alle proefpersonen zijn verzameld, wordt de analyse van de monsters uitgevoerd met behulp van Proteomics.