Dynamika ekspresji mikroRNA i ogólnoustrojowej odpowiedzi zapalnej w POCD po operacji kardiochirurgicznej

Chirurgiczna rewaskularyzacja mięśnia sercowego to zabieg stosowany u pacjentów z chorobą niedokrwienną serca w celu ominięcia miażdżycowych zwężeń lub niedrożności tętnic wieńcowych przy użyciu przeszczepu tętniczego lub żylnego (pomostowanie aortalno-wieńcowe - CABG). Jednym z najczęstszych powikłań po operacjach kardiochirurgicznych jest pooperacyjny spadek funkcji poznawczych (POCD). Charakteryzuje się zaburzeniami pamięci, uwagi i funkcji wykonawczych oraz może mieć długoterminowe konsekwencje, takie jak opóźniona fizjoterapia i mobilizacja, przedłużony pobyt na oddziale intensywnej terapii i w szpitalu, częstsze wypisywanie do domów opieki, obniżona jakość życia i zwiększona śmiertelność.

Przyczyny POCD są wieloczynnikowe. Systemowa reakcja zapalna na operację, krążenie pozaustrojowe i znieczulenie jest uważana za czynnik rozwoju reakcji neurozapalnej i późniejszego POCD. Neurozapalenie może powodować dysfunkcję lub śmierć komórek mózgowych oraz uszkodzenie bariery krew-mózg, prowadząc do wzrostu poziomu biochemicznych markerów uszkodzenia mózgu we krwi. Badania wskazują, że liczne mikroRNA (miRNA) odgrywają rolę w kontrolowaniu odpowiedzi zapalnej. MiRNA to małe, endogenne, niekodujące cząsteczki RNA, zazwyczaj o długości 18-25 nukleotydów, które regulują ekspresję genów na poziomie potranskrypcyjnym. Są one centralnymi mediatorami proliferacji, różnicowania i apoptozy komórek. Poziomy miRNA w tkankach i krwi obwodowej są podobne, a krążące miRNA są stabilne i nadają się do pomiaru. Specyficzne miRNA (miRNA 151-5p, 505, 499, 625 i inne) mogą być potencjalnymi wczesnymi biomarkerami uszkodzenia mózgu po łagodnym urazowym uszkodzeniu mózgu. Znieczulenie i operacja również, poprzez złożone mechanizmy, mogą powodować zmiany w komórkach mózgowych, które mogą prowadzić do uwolnienia specyficznych miRNA, a te miRNA można wykryć we krwi i różnych płynach biologicznych.

Hipoteza: Wyższe poziomy ekspresji miRNA-151-5p w okresie okołooperacyjnym są związane z systemową odpowiedzią zapalną i z rozwojem POCD.

Celem tego badania jest:

1. Zbadanie związku między poziomami ekspresji miRNA-151-5p a parametrami biochemicznymi stanu zapalnego ogólnoustrojowego, a także związku obu z nimi ze stanem poznawczym u pacjentów poddawanych operacji CABG.
2. Zbadanie związku między cechami demograficznymi i klinicznymi pacjentów a poziomami ekspresji miRNA-151-5p, poziomem parametrów biochemicznych stanu zapalnego ogólnoustrojowego oraz stanem poznawczym pacjentów.

Plan badawczy:

Badanie przeprowadzono w Klinicznym Szpitalu Centrum w Osijeku. Przestrzegając kryteriów włączenia i wykluczenia z udziału w badaniu, badanie objęło pacjentów w wieku od 65 do 80 lat, którzy zgodnie z klasyfikacją Amerykańskiego Towarzystwa Anestezjologów (ASA) są zaliczani do grup III i IV, i którzy są poddawani operacji CABG z użyciem krążenia pozaustrojowego. Operacje wykonano zgodnie ze standardowym protokołem zrównoważonej anestezji, kardiochirurgii i krążenia pozaustrojowego. Wszyscy uczestnicy przeszli tę samą procedurę anestezjologiczną i znieczulenie oparte na midazolamie, propofolu, sufentanylu, rokuronium i sewofluranie. Głębokość znieczulenia monitorowano za pomocą Patient State Index (PSI). Wszystkie operacje wykonano przy użyciu krążenia pozaustrojowego z utrzymaniem normotermii (36 °C).

Próbki krwi do oznaczenia poziomów cholinoesterazy, interleukiny-6, białka S100B, ekspresji miRNA-151-5p oraz rutynowych parametrów laboratoryjnych (morfologia krwi, poziomy troponiny I, białka C-reaktywnego, prokalcytoniny, glukozy, mocznika, kreatyniny, aminotransferazy asparaginianowej, aminotransferazy alaninowej, gamma-glutamylotransferazy, bilirubiny całkowitej, albuminy, elektrolitów, mleczanów, testów krzepnięcia i analizy gazometrycznej krwi tętniczej) pobierano w trzech punktach czasowych: przed operacją przed indukcją znieczulenia (1), bezpośrednio po zabiegu po przyjęciu na oddział intensywnej terapii (2) oraz 48 godzin po zabiegu chirurgicznym (3).

Testowanie funkcji poznawczych przeprowadzono dzień przed operacją i pooperacyjnie, raz dziennie każdego dnia do 6. dnia pooperacyjnego. Badacze użyli zweryfikowanej skali oceny funkcji poznawczych, Montreal Cognitive Assessment - Test MoCA. Dane demograficzne i kliniczne zostały zarejestrowane dla wszystkich badanych. Obserwację pacjentów prowadzono przez 7 dni.