Isofluran-indusert nevroinflammasjon hos barn med hydrocephalus

Bakgrunn og betydning. Hvert år mottar millioner av barn generell anestesi. Isoflurane, en GABA type A (GABAA) reseptoragonist er et inhalert anestesimiddel som vanligvis brukes i klinisk anestesipraksis over hele verden. Anestetika har tradisjonelt blitt antatt å være trygge så lenge alvorlig hypotensjon og hypoksi unngås. Å forstyrre balansen mellom eksitatoriske og hemmende nevrotransmittere i den utviklende hjernen kan forstyrre dannelsen av synaptiske forbindelser og forsterke de normale apoptotiske prosessene som fører til neuronal beskjæring og kan indusere nevroinflammasjon. Slik forbedret nevronal beskjæring og nevroinflammasjon kan føre til overdreven nevrontap på kritiske tidspunkter under hjernens utvikling og følgelig forårsake senere lærevansker. Nylige rapporter om nevrotoksisitet indusert med isofluran har utløst betydelig bekymring for sikkerheten til dette middelet.

Undersøkelser av nevroinflammasjon og apoptose etter anestesieksponering hos menneskebarn har vært begrenset på grunn av etiske og metodiske bekymringer. Studier som er gjort har i stor grad vært retrospektive, befolkningsbaserte studier. Resultatene fra disse studiene har vært blandede, noen viser en nedgang i nevrokognitiv ytelse, noen viser ingen endring. Videre har det store flertallet av prospektiv, hypotesedrevet forskning blitt utført i dyremodeller. Å utvikle en klinisk relevant dyremodell og teste resulterende hypoteser hos mennesker er kritiske trinn for å bestemme den underliggende årsaken til disse endringene, samt identifisere mulige terapeutiske mål. Etterforskerne antar at smågriser som er utsatt for vanlig brukte anestetika vil vise økt nevroinflammasjon sammenlignet med kontroller. Det antas videre at barn som gjennomgår nevrokirurgi med isofluranestesi vil vise tegn på økt betennelse i sentralnervesystemet. Til slutt antar etterforskerne at betydelig mindre robust betennelse vil bli sett hos pasienter som gjennomgår MR med generell anestesi (ingen kirurgi), noe som indikerer en rolle av kirurgisk stress i moduleringen av isofluranindusert nevroinflammasjon.

Clinical/Translational Investigation (NCH): Surgery Group. Pasienter i alderen 0-5 år som gjennomgår generell anestesi for ventrikuloperitoneal shunt (VPS) reparasjon vil få CSF og serumprøver ved begynnelsen av operasjonen (etter induksjon men før kirurgisk snitt) og ved slutten av operasjonen (etter lukking, men før fremkomst). Hver av disse pasientene vil bli randomisert til en standardisert anestesi. En ekstra CSF-prøve vil bli tatt før utskrivning etter anestesiavdelingen (PACU). Disse prøvene vil bli analysert som beskrevet ovenfor. Kontrollgruppe. Pasienter som gjennomgår diagnostisk MR under generell anestesi for ikke-nevrologisk patologi vil motta en standardisert anestesi. Serum vil bli samlet inn ved begynnelsen og slutten av prosedyren og vil bli analysert for betennelse som ovenfor.

Kortsiktige mål: Demonstrere at isofluran har en rolle i modulering av nevroinflammasjon hos mennesker. Finn ut om kirurgisk stress også har en rolle i moduleringen av denne betennelsen. Utvikle en klinisk relevant dyremodell for hypotesedrevet anestetisk nevroinflammasjonsforskning.

Langsiktige mål: Identifiser hvilke anestesiregimer, hvis noen, er trygge for bruk i hjernen under utvikling. Identifiser terapeutiske mål for forebygging eller behandling av anestetika-indusert nevroinflammasjon. Skaff uavhengig føderal finansiering for fremtidig forskning og etablere et eksperimentelt nevrovitenskapsprogram på Nationwide Children's campus.