Czynnik hamujący makrofagi i białko grupy 1 o wysokiej ruchliwości u dzieci poddawanych zabiegowi krążenia pozaustrojowego

CEL: Udokumentowanie obecności lub braku cytokin prozapalnych, czynnika hamującego migrację makrofagów (MIF) i białka grupy 1 o wysokiej ruchliwości (HMG-1) w surowicy i mięśniu sercowym dzieci poddawanych zabiegowi krążenia pozaustrojowego (CPB) oraz skorelowanie obecności lub brak tych cytokin z wynikiem klinicznym po CPB

TŁO: MIF, białko o masie cząsteczkowej 12,5 kD, odkryte w latach 60. XX wieku jako substancja wytwarzana przez uwrażliwione limfocyty T biorące udział w nadwrażliwości typu późnego, stało się kluczową cytokiną we wrodzonej odpowiedzi immunologicznej na bodźce infekcyjne i zapalne. Źródłami MIF są monocyty/makrofagi, przedni płat przysadki mózgowej, wątroba, nerki, śledziona i mózg. MIF jest uwalniany w odpowiedzi na różne bodźce, w tym lipopolisacharyd (LPS), toksynę zespołu wstrząsu toksycznego-1, czynnik martwicy nowotworów (TNF) i interferon (INF). Po uwolnieniu MIF promuje wydzielanie innych mediatorów prozapalnych przez makrofagi i limfocyty T, intensyfikując w ten sposób odpowiedź immunologiczną organizmu. Ponadto MIF ma unikalną zdolność przezwyciężania przeciwzapalnego i immunosupresyjnego działania glukokortykoidów (Calandra i wsp., Nature Medicine, luty 2000). MIF w połączeniu z LPS zwiększa śmiertelność w mysich modelach endotoksemii, a podawanie przeciwciał anty-MIF zwiększa przeżywalność w mysich modelach posocznicy. (Calandra i in., Nature Medicine, luty 2000). Dodatkowo modele myszy z nokautem MIF są odporne na śmiertelne dawki LPS (Bozza i in., J Exp Med, styczeń 1999).

HMG-1, białko o masie cząsteczkowej 30 kD, odkryte w 1973 r., jest niehistonowym białkiem związanym z chromatyną, które służy jako białko wiążące DNA zaangażowane w stabilizację nukleosomów, ułatwianie transkrypcji genów oraz jako modulator aktywności receptora steroidowego. Niedawno uznano, że HMG-1 jest cytokiną pochodzącą z monocytów/makrofagów, która służy jako późny mediator śmiertelności endotoksyn (Wang i in., Science 1999). Mysie i ludzkie makrofagi/monocyty uwalniają duże ilości HMG-1 18 godzin po ekspozycji na endotoksynę bakteryjną. Poziomy HMG-1 w surowicy wzrastają 16-36 godzin po podaniu LPS w mysich modelach śmiertelnej endotoksemii. Podawanie przeciwciał anty-HMG osłabia śmiertelność w tych modelach nawet przy podawaniu 2 godzin po ekspozycji na LPS. Oczyszczony rHMG-1 jest zabójczy dla myszy reagujących na LPS i myszy opornych na LPS. Poziomy HMG-1 są podwyższone u pacjentów z sepsą i są wyższe u osób, które nie przeżyły, niż u osób, które przeżyły. (Wang i in., Science 1999). Poziomy HMG są również podwyższone u pacjentów ze wstrząsem krwotocznym (Ombrellino i in., Lancet 1999). HMG-1 indukuje uwalnianie TNF przez hodowane ludzkie monocyty krwi obwodowej (Andersson i in., J Exp Med, 2000).

Bypass sercowo-płucny (CPB) wyzwala stan zapalny związany z endotoksemią i podwyższeniem cytokin (Lequier i in., Chest, czerwiec 2000). Wiadomo, że cytokiny mają głęboki wpływ na czynność serca w sepsie. Depresja serca występuje często po CPB i może być związana z podwyższeniem poziomu cytokin. Rola MIF i HMG-1 w stanie zapalnym wywołanym przez CPB jest nieznana. Wykazaliśmy obecność MIF w mysiej tkance serca w odpowiedzi na LPS i obecnie przeprowadzamy badania przebiegu w czasie i testy funkcjonalne badające odpowiedź mysich miocytów serca na bodziec MIF. W celu zbadania znaczenia klinicznego naszych danych laboratoryjnych i dalszego scharakteryzowania stanu zapalnego występującego po CPB, chcielibyśmy uzyskać dane dotyczące ludzi korelujące poziomy MIF w ludzkiej surowicy i mięśniu sercowym z wynikami klinicznymi po CPB. Dodatkowo, ponieważ depresja mięśnia sercowego obserwowana po CPB występuje 12-24 godziny po CPB, co sugeruje, że późny mediator stanu zapalnego może być ważny w depresji mięśnia sercowego po CPB, chcielibyśmy ocenić HMG-1 w surowicy pacjentów poddawanych CPB i skorelować obecność lub brak HMG-1 z wynikiem klinicznym.

ZWIĘZŁE STRESZCZENIE PROJEKTU: Proponujemy zbadanie populacji niemowląt i dzieci poddawanych operacjom naprawczym wrodzonych wad serca, podczas których oczekuje się usunięcia tkanki serca. Przed operacją pacjenci zostaną poddani ocenie funkcji serca za pomocą echokardiografii, a także oznaczeniu krwi na obecność czynnika martwicy nowotworów (TNF), interleukiny-6, interleukiny-8, interleukiny-10, dopełniacza 3a, MIF i HMG-1. Tkanka serca usunięta w ramach planowanej procedury chirurgicznej zostanie przebadana pod kątem obecności MIF oraz apoptozy, potencjalnego mechanizmu śmierci komórkowej i dysfunkcji mięśnia sercowego w odpowiedzi na MIF lub HMG-1. Pacjenci będą monitorowani na OIOM-ie pod kątem szeregu wskaźników klinicznych, w tym parametrów życiowych, stanu nawodnienia, zapotrzebowania na inotropę, stanu równowagi kwasowo-zasadowej itp. Krew zostanie pobrana przed operacją oraz w 1, 8, 24, 48 i 72 godziny po operacji w celu oznaczenia cytokin w celu scharakteryzowania odpowiedzi zapalnej każdego pacjenta. Następnie ustalimy, czy poziomy MIF i/lub HMG-1 korelują z wynikiem klinicznym.

ŹRÓDŁA MATERIAŁU BADAWCZEGO: Krew zostanie pobrana przed i po operacji zgodnie z opisem. Tkanka serca zostanie pobrana w czasie operacji jako rutynowa część zabiegu. Testy biochemiczne przeprowadzane na próbkach służą wyłącznie do celów badawczych. Dane kliniczne będą uzyskiwane z rutynowo rejestrowanych danych z elektronicznej karty PICU każdego pacjenta.

REKRUTACJA BADANYCH: Pacjenci będą rekrutowani przed operacją w poradni kardiologicznej lub OIOM-ie. Pisemna świadoma zgoda zostanie uzyskana od rodzica/opiekuna prawnego przez jednego z badaczy.

POTENCJALNE ZAGROŻENIA: Udział w badaniu nie spowoduje dodatkowego dyskomfortu ani stresu dla pacjenta/rodziny. Usunięcie tkanki serca będzie planowaną częścią naprawy kardiochirurgicznej niezależnie od udziału w badaniu. Próbki krwi będą pobierane z założonego na stałe cewnika naczyniowego, rutynowo zakładanego przed operacją i będą pobierane w czasie, gdy zwykle wykonywane są rutynowe badania przed i pooperacyjne. Ilość pobranej krwi (~4 cm3/próbkę) nie powinna powodować żadnych zaburzeń hemodynamicznych ani skutkować koniecznością dodatkowej wymiany produktów krwiopochodnych. Wszyscy pacjenci otrzymają taką samą jakość opieki i monitorowania na OIT niezależnie od udziału w badaniu. Pacjenci nie będą ponosić żadnych kosztów związanych wyłącznie z badaniami.

SPECJALNE ŚRODKI OSTROŻNOŚCI: Wszystkie próbki krwi będą pobierane w sposób sterylny. Tkanka serca zostanie pobrana na sali operacyjnej jako rutynowa część zabiegu chirurgicznego.

BIOSTATYSTYKA: Losowa próbka 30 osób zostanie wybrana w celu określenia, czy MIF i HMG-1 są obecne w tkance serca, jak również w surowicy uzyskanej przed i po CPB, jak opisano powyżej. Statystyki opisowe danych demograficznych pacjentów oraz stężenia wskazanych cytokin w osoczu i tkankach zostaną skorelowane ze zmiennymi wyniku klinicznego.