HEpatisk regenerering med koblet plasmafiltrering og adsorpsjon for ekstrakorporal lever avgiftning (HERCOLE)

CPFA tillater en forbedring av blodtrykket og inflammatorisk respons under sepsis og multiorgansvikt. Dette ekstrakorporale avgiftningssystemet ble utviklet for ikke-spesifikt å fjerne større mediatorer under systemisk betennelse med en ekstrakorporal krets bestående av et plasmafilter, en harpikspatron og en high-flux dialysator. For tiden utføres det ved bruk av en fempumps modulær behandling bestående av et plasmafilter og en påfølgende absorpsjon på en uselektiv hydrofob harpikspatron og en siste passasje av det rekonstituerte blodet gjennom et polyetersulfon-hemofilter med høy permeabilitet, der konvektiv utveksling kan påføres i en etterfortynningsmodus. Ronco et al. i 2002 sammenlignet CPFA-behandling med kontinuerlig veno-venøs hemodiafiltrering (CVVHDF) hos 10 pasienter rammet av septisk sjokk. Pasientene gjennomgikk 10-timers CPFA og en økning i arterielt blodtrykk og en signifikant reduksjon av noradrenalindosering ble observert sammenlignet med det arterielle blodtrykket og noradrenalindosen oppnådd med CVVHDF-behandlingen. Formica et al. i 2004 bekreftet disse resultatene ved å bruke 100 CPFA-behandlinger hos 12 pasienter rammet av septisk sjokk med eller uten akutt nyreskade. Pasientoverlevelsen etter 28 dager var 90 %, mens overlevelsen etter 90 dager var 70 %. Mao et al. sammenlignet også CPFA med høyvolum hemofiltrering og de viste at CPFA økte forholdet mellom antiinflammatoriske og pro-inflammatoriske cytokiner; CPFA forbedret humant leukocyttantigen (HLA) klasse II-ekspresjon på monocytter og forbedret leukocyttresponsen på betennelse ved å måle leukocyttproduksjonen av tumornekrosefaktor-alfa. Nylig har Livigni et al. på vegne av den italienske gruppen for evaluering av intervensjoner i intensivmedisin gjennomførte en randomisert kontrollert studie med 330 voksne pasienter med septisk sjokk, 192 ble randomisert til enten å ha CPFA lagt til standardbehandlingen, eller ikke. CPFA skulle utføres daglig i 5 dager, som varte i minst 10 timer/dag. Forsøket ble stoppet fordi nesten 50 % av pasientene ikke klarte å fullføre behandlingen på grunn av tekniske årsaker (primært koagulasjon). Forsøket observerte at pasienter med de høyeste mengder behandlet plasma så ut til å ha en overlevelsesfordel. Teknikken gjennomgikk ytterligere modifikasjoner for å forbedre de tekniske aspektene og antikoagulasjonen og et nytt forsøk er nå i gang med en høy dose plasma > 0,18 liter/kg/dag.

Når det gjelder fjerning av levertoksin, avhenger det av avgiftningssystemets evne til å trekke ut albuminbundne toksiner ved hjelp av adsorpsjon. Adsorpsjonen består i konsolidering på overflaten av et fast materiale av molekyler som flyter i en væske etter å ha matchet væsken med faststoffet. Konsolideringen skyldes svake grenser som for Van der Waals og hydrofobe grenser. Selektiviteten til adsorpsjon oppstår når albuminmolekyler lett passerer gjennom sorbenten mens sorbenten trekker de albuminbårne toksinene inn i porene i sorbenten. Levertoksinene er ofte hydrofobe og med molekylvekt < 1000 dalton (bilirubin = 406 dalton, cholsyre = 283 dalton, chenodeoksykolsyre = 272 dalton). Albuminstrukturen består av 3 domener, som tillater en multi-bindende proteintransport. Når det gjelder bilirubin, er proteinbindingen en fysiologisk beskyttelsesmekanisme for å forhindre fri bilirubin-diffusjon og toksisitet i humant vev. Mengden bilirubinproduksjon er ca 300 gr/dag. Molekylet som er tettest bundet til albumin er ikke-konjugert bilirubin: mengden ikke-konjugert bilirubin som ikke er bundet til albumin er < 0,1 %. Ikke-konjugert bilirubin anses for tiden som "indirekte" bilirubin fordi det gir en indirekte reaksjon med standard diazoreagenser. Konjugert bilirubin er også bundet til albumin, men med redusert affinitet. Albumin-bilirubinbindingen skjer ved hjelp av kovalente eller ikke-kovalente styrker. De 2 bilirubinbindingsstedene på albumin viser forskjellig assosiasjonskonstant (Ka). Det primære stedet har høy affinitet, dets Ka er 55-68 mikromol/L og det kan bare binde 1 mol bilirubin. Den sekundære siden har lav affinitet, dens Ka er 4,4-5,0 mikromol/L og det kan binde mer enn 1 mol bilirubin. Et gap mellom 20 og 50 ångstrøm mellom albumin og sorbenten er nødvendig for å flytte bilirubin fra albumin til sorbenten.

CPFA-effekten på bilirubinadsorpsjon er basert på hydrofobe polystyren-divinylbenzen-kopolymermatriser i harpikspatronen som har gjennomsnittlige porestørrelser på 30 nanometer. Harm et al. rapporterte at den hydrofobe polystyren-divinylbenzen-kopolymeren av CPFA-harpikspatron (type B-kopolymer: gjennomsnittlig diameter 128 mikron, porestørrelse 30 nanometer og overflateareal på 700 m2/gr harpiks) binder høyere mengde bilirubin enn mengden bilirubin bundet med andre typer polystyren-divinylbenzen kopolymermatriser testet (type A kopolymer: gjennomsnittlig diameter 120 mikron, porestørrelse 15 nanometer og overflateareal på 900 m2/gr harpiks; type C kopolymer: gjennomsnittlig diameter 37 mikron, porestørrelse 100 nanometer og overflateareal på 200 m2/gr harpiks).

Få forfattere in vivo vurderte bilirubinadsorberingsevnen til den nøytrale styrenharpiksen til CPFA. Caroleo et al. rapporterte det første tilfellet av fjerning av levertoksiner ved hjelp av CPFA hos en pasient som var rammet av akutt leversvikt på grunn av kardiogent sjokk. Maggi et al. rapporterte ytterligere 2 tilfeller hvor fjerning av bilirubin ble oppnådd hos 2 pasienter med forsinket graftfunksjon etter levertransplantasjon. Pasientene oppnådde 40 % bilirubinreduksjon etter 3 behandlinger med CPFA som varte i 3 timer hver.