Cytochrom osocza c jako biomarker urazów i predyktor wyniku

Badacze proponują ustalenie, czy cytochrom c w osoczu może służyć jako kliniczny biomarker urazu, badając związek między poziomami cytochromu c w osoczu a ciężkością początkowego urazu po przybyciu do szpitala, późniejszym rozwojem dysfunkcji narządu i wynikami klinicznymi. Cytochrom c jest białkiem mitochondrialnym, które odgrywa kluczową rolę w metabolizmie energetycznym, umożliwiając przeniesienie elektronów z kompleksu III (tj. reduktazy cytochromu c) do kompleksu IV (oksydaza cytochromu c). Po uszkodzeniu mitochondriów i w zależności od ciężkości, cytochrom c może zostać uwolniony do cytozolu, a następnie do krwioobiegu. Uzasadnieniem dla tego projektu są: (1) obserwacje Instytutu Resuscytacji na zwierzęcych modelach zatrzymania krążenia i resuscytacji, w których poziom cytochromu c w osoczu koreluje bezpośrednio z ciężkością poresuscytacyjnej dysfunkcji lewej komory i odwrotnie z przeżyciem oraz (2) obserwacje przez innych zgłaszających korelację między cytochromem c w osoczu a ciężkością uszkodzenia narządu. Badacze postawili hipotezę, że cytochrom c w osoczu mierzony po przybyciu do szpitala odzwierciedla ciężkość początkowego urazu wynikającego z łącznych skutków bezpośredniego uszkodzenia narządów, uszkodzenia niedokrwiennego w wyniku utraty krwi, opóźnień w stabilizacji i współistniejących chorób – wszystkie czynniki, które może uszkodzić mitochondria. Badacze stawiają ponadto hipotezę, że początkowy poziom cytochromu c w osoczu w połączeniu z poziomami mierzonymi podczas kolejnych trzech dni hospitalizacji koreluje z rozwojem dysfunkcji narządu i wynikami klinicznymi. Obecny wniosek opiera się na trzech szczegółowych celach:

Cel szczegółowy 1 (pobranie próbek krwi i danych klinicznych): W tym celu badacz planuje zarejestrować 100 kolejnych ofiar urazów przyjętych do Advocate Lutheran General Hospital (ALGH) w ciągu 8 miesięcy, z urazami pojedynczymi lub wieloukładowymi i spełniających określone wymagania oraz kryteria wykluczenia opracowane w celu zapewnienia szerokiego zakresu ciężkości obrażeń. Krew zostanie pobrana w ciągu 15 minut od przybycia do szpitala (np. na oddziale ratunkowym lub na sali operacyjnej), a następnie po 24, 48 i 72 godzinach. Osocze zostanie oddzielone i przechowywane w temperaturze -80°C do kolejnych pomiarów wsadowych cytochromu c (i innych markerów uszkodzenia mitochondriów, które mogą być dostępne w czasie analizy) w Instytucie Resuscytacji Uniwersytetu Medycznego im. Rosalind Franklin ( RFUMS). Dane kliniczne zostaną pozyskane z narzędzi wykorzystywanych klinicznie – w tym arkusza rejestru urazów stanu Illinois oraz dokumentacji medycznej – i wykorzystane do: (i) zarejestrowania ciężkości początkowego urazu poprzez obliczenie Trauma Score – Injury Severity Score (TRISS) wraz ze szczegółowym ocena uszkodzenia poszczególnych narządów; (ii) oszacować dotkliwość utraty krwi na podstawie deficytu podstawowego i potrzeb w zakresie transfuzji; (iii) określić późniejszy rozwój dysfunkcji narządów poprzez obliczenie wyniku dysfunkcji wielu narządów (MODS) i wyniku sekwencyjnej niewydolności narządów; oraz (iv) ocenić wyniki, mierząc długość pobytu na oddziale intensywnej terapii (OIOM), długość pobytu w szpitalu, przeżycie po wypisaniu ze szpitala i stan funkcjonalny po wypisaniu ze szpitala.

Cel szczegółowy 2 (analiza cytochromu c w osoczu): Zamrożone próbki osocza tętniczego, przechowywane w -80°C w ALGH, zostaną przekazane do Instytutu Resuscytacji w RFU i zostaną zmierzone cytochrom c metodą elektrochemiluminescencji.

Cel szczegółowy 3 (analiza statystyczna i modelowanie): Utworzona zostanie baza danych pozbawiona identyfikatorów pacjentów, łącząca informacje kliniczne z wartościami poziomów cytochromu c w osoczu i innych markerów, gdy staną się one dostępne. Biorąc pod uwagę pilotażowy charakter projektu, modelowanie i analiza statystyczna będą miały przede wszystkim charakter eksploracyjny i skupią się na określeniu zależności między poziomami cytochromu c w osoczu po przybyciu do szpitala a elementami klinicznymi mającymi wpływ na ciężkość pierwotnego urazu. Analiza i modelowanie obejmą również badanie wartości predykcyjnej początkowego i kolejnych poziomów cytochromu c w osoczu dla rozwoju dysfunkcji narządów i wyników klinicznych.

Długoterminowym celem projektu jest opracowanie cytochromu c w osoczu jako biomarkera urazów i innych stanów klinicznych związanych z uszkodzeniem mitochondriów, który można by wykorzystać przy łóżku chorego – tj. po opracowaniu testów przyłóżkowych – do (1) oceny ciężkości choroby, (2) prognozowanie wyników oraz (3) badania kliniczne nad nowymi interwencjami terapeutycznymi mającymi na celu zmniejszenie uszkodzeń mitochondriów.