Reakcja zapalna i stres oksydacyjny w kardiochirurgii: min. Inwazyjne a konwencjonalne krążenie pozaustrojowe

Ogólnym celem projektu jest opracowanie dokładnych i prostych metod analitycznych do ilościowego oznaczania określonych biomarkerów stresu oksydacyjnego w próbkach biologicznych, które zapewnią łatwiejszą diagnozę, rokowanie i plan leczenia u pacjentów poddawanych operacjom na otwartym sercu oraz możliwe porównanie różnych metod terapeutycznych. strategie redukcji stresu oksydacyjnego.

Aby osiągnąć ten cel, projekt zostanie podzielony na cele szczegółowe:

• Asortyment określonych reaktywnych form utleniających i opracowanie protokołów analitycznych dla tych biomarkerów stresu oksydacyjnego przy użyciu zaawansowanego sprzętu analitycznego.
• Kwantyfikacja specyficznych biomarkerów stresu oksydacyjnego jako wskaźników stresu oksydacyjnego przed i po operacji na otwartym sercu z wykorzystaniem bajpasu krążeniowo-oddechowego.
• Prognozowanie poziomu stresu oksydacyjnego za pomocą specyficznych biomarkerów stresu oksydacyjnego u pacjentów poddawanych operacji bajpasu krążeniowo-oddechowego z zatrzymaniem serca
• Statystyczne przetwarzanie uzyskanych danych i wdrożenie w praktyce klinicznej dostosowania krążenia pozaustrojowego do indywidualnego pacjenta.
• Porównanie stresu oksydacyjnego u pacjentów poddawanych operacjom na otwartym sercu z zastosowaniem dwóch różnych technik bajpasu krążeniowo-oddechowego.

Najnowocześniejszy stan wiedzy w proponowanej dziedzinie badań i przegląd odpowiedniej literatury. Ostatnie badania nad stanem stresu oksydacyjnego wykazały, że biomarkery mogą zrewolucjonizować nauki medyczne w zakresie diagnozy, rokowania i terapii. Zidentyfikowano biomarkery różnych chorób i zaburzeń, na przykład zaburzeń metabolicznych, chorób układu krążenia, zawałów mięśnia sercowego, zaburzeń neurologicznych itp. Specyficzne biomarkery mogą pomóc w diagnozowaniu stresu podczas badania biomarkerów prognostycznych w celu badania postępu lub wyniku tej kaskady stresu i chorób, a także mogą przewidzieć prawdopodobieństwo wystąpienia choroby. W ostatnim czasie wielu autorów publikuje prace poglądowe na temat stresu oksydacyjnego i jego biomarkerów, a także ich ilościowego oznaczania, pojawiają się też badania kliniczne, ale często dotyczą one jednego rodzaju biomarkera. Oznaczenie tych związków w surowicy i osoczu stanowi wyzwanie dla każdej techniki analitycznej i wymaga szczególnych środków ostrożności na etapie przedanalitycznym. Ostatnio zaczęto stosować różne metody chromatograficzne w celu zastąpienia konwencjonalnych metod spektrofotometrycznych. Jak dotąd metody wysokociśnieniowej chromatografii cieczowej (HPLC), chromatografii cieczowej z tandemową spektrometrią mas (LC-MS/MS) i chromatografii gazowej ze spektrometrią mas (GC-MS) okazały się specyficzne i bardziej czułe w przypadku większości stresu oksydacyjnego (OS ) biomarkerów z materiału biologicznego, jednak nadal nie ma metody, która byłaby specyficzna, dokładna, czuła i ilościowa na tyle, aby mierzyć biomarkery w próbkach biologicznych i która mogłaby być stosowana w diagnostyce klinicznej. Ponieważ identyfikacja biomarkerów jest bardziej wiarygodna, można dokonać większej liczby korelacji z niektórymi chorobami lub zaburzeniami, szczególnie w dziedzinie chorób układu krążenia, gdzie literatura jest skąpa lub żadna. W ramach tego badania zostaną opracowane i zweryfikowane solidne i specyficzne metody analityczne dla określonych biomarkerów OS, co umożliwi zrozumienie mechanizmów i harmonogramu poziomów biomarkerów OS po operacji kardiochirurgicznej.

Pomostowanie krążeniowo-oddechowe zostało zidentyfikowane jako niezależny czynnik ogólnoustrojowej odpowiedzi zapalnej, która potencjalnie prowadzi do niestabilności hemodynamicznej, dysfunkcji wielu narządów i różnych powikłań skutkujących przedłużeniem pobytu na oddziale intensywnej terapii (OIOM) i hospitalizacji. Jedną ze strategii zmniejszania odpowiedzi zapalnej jest MiECC. Jeśli chodzi o Międzynarodowe Towarzystwo Małoinwazyjnych Technologii Pozaustrojowych (MiECTiS), aby scharakteryzować obwód jako MiECC, musi on obejmować obwód zamknięty; biologicznie obojętne powierzchnie mające kontakt z krwią; zmniejszona objętość zalewania; pompa odśrodkowa; oksygenator membranowy; wymiennik ciepła; system do podawania kardioplegii; pułapka na pęcherzyki żylne/urządzenie do usuwania powietrza żylnego oraz system zarządzania rozlaną krwią. Opublikowano kilka badań mierzących i porównujących odpowiedź zapalną u pacjentów poddawanych operacjom na otwartym sercu za pomocą konwencjonalnego bajpasu krążeniowo-oddechowego (CCPB) lub MiECC. Ostatnie badania porównujące grupę MiECC z konwencjonalną CPB wykazały niższy poziom białka C-reaktywnego (CRP) oraz interleukiny 6 i interleukiny 8 w grupie MiECC. Badanie mierzące markery stresu oksydacyjnego u pacjentów, którzy przeszli operację pomostowania aortalno-wieńcowego za pomocą MiECC, CCPB lub bez użycia obwodu pozaustrojowego (pomostowanie aortalno-wieńcowe poza pompą – OPCAB) wykazało statystycznie istotny spadek poziomu dialdehydu malonowego w MiECC i OPCAB, gdy w porównaniu z CCPB, które wykazało obiecujące wyniki u 30 pacjentów objętych badaniem. Również stężenie dialdehydu malonowego osiąga szczyt po kilku godzinach od operacji, co czyni porównanie odpowiedzi immunologicznej na MiECC lub CCPB jeszcze bardziej interesującym. Badacze uważają, że zwiększenie liczby próbek krwi, zwiększenie kohorty badawczej i nowatorskie techniki analizy dialdehydu malonowego umożliwią zidentyfikowanie potencjalnych wartości prognostycznych. W ostatnich latach zidentyfikowano izoprostan jako obiecujący biomarker peroksydacji lipidów. W niedawnym badaniu przeprowadzonym u dzieci z wrodzonymi wadami serca poddawanych operacjom kardiochirurgicznym szybki klirens izoprostanów powiązano z lepszymi wynikami klinicznymi. Nie odnaleziono dotychczas badań porównujących wyniki stosowania izoprostanów u pacjentów poddawanych CCPB lub MiECC. Endocan, potencjalny marker immunozapalny, który odzwierciedla dysfunkcję śródbłonka, można również zastosować jako potencjalny marker prognostyczny do identyfikacji grup pacjentów, którzy odnieśliby największe korzyści z MiECC. Dotychczas przeprowadzono dwa badania badające kinetykę endokanu po CCPB. Porównanie naszych wyników z innymi badaniami i dodanie do równania MiECC może okazać się pomocne w przyszłych badaniach z wykorzystaniem endokanu jako markera prognostycznego.

ZNACZENIE OCZEKIWANYCH WYNIKÓW:

Projekt badawczy zatytułowany Stres oksydacyjny i ogólnoustrojowa odpowiedź zapalna po operacji serca: minimalnie inwazyjne krążenie pozaustrojowe vs. konwencjonalne krążenie pozaustrojowe skutecznie przyczyni się do poprawy jakości życia, ponieważ jego nacisk zostanie położony na wykrywanie specyficznych biomarkerów OS i zrozumienie mechanizmów oraz harmonogram poziomów biomarkerów OS po operacji kardiochirurgicznej. Według wiedzy badaczy będzie to pierwsze tak kompleksowe badanie, które obejmie kilka biomarkerów w przewidywaniu poziomu stresu oksydacyjnego u pacjentów poddawanych operacji bajpasu krążeniowo-oddechowego z zatrzymaniem serca i porównanie dwóch typów bajpasów krążeniowo-oddechowych. Aby ustalić tę prognozę, biomarkery OS zostaną określone ilościowo przy użyciu różnych metod chromatograficznych w połączeniu ze spektrometrią mas w celu selektywnego i skutecznego określenia tych biomarkerów. Opracowane i zatwierdzone metody analityczne będą solidne i skuteczne w zakresie transferu metod w środowisku klinicznym. Uzyskane dane zostaną poddane obróbce statystycznej i wdrożone w praktyce klinicznej dostosowanej do krążenia pozaustrojowego konkretnego pacjenta.