Estresse Oxidativo e Recuperação Cirúrgica

Este é um estudo piloto intervencional randomizado, duplo-cego, controlado por placebo em 20 pacientes submetidos a artroplastia total de quadril (ATQ) pela primeira vez para osteoartrite crônica na Stanford Medicine. Os pesquisadores irão rastrear, inscrever e coletar dados biológicos e comportamentais de 20 participantes, conforme descrito em estudos clínicos observacionais e intervencionais anteriores realizados em estreita colaboração com o Departamento de Cirurgia Ortopédica. Em particular, existem procedimentos operacionais padrão para triagem, recrutamento, avaliações laboratoriais e coleta de dados clínicos, incluindo triagem de elegibilidade via EPIC (EHR) antes da visita pré-operatória dos pacientes, recrutamento coordenado e consentimento durante a visita pré-cirúrgica, incluindo estudos relacionados trabalho de laboratório, avaliações pré-operatórias adicionais após a visita (por exemplo, preenchimento remoto de questionários e importação direta de resultados para o REDCap) e rastreamento em tempo real da coleta de dados e processo de armazenamento (por exemplo, incluindo lembretes por telefone/e-mail se faltarem dados).

Avaliações repetidas de dor, função física e medicação analgésica serão feitas antes da cirurgia, diariamente nos dias pós-operatórios 1-3 e, em seguida, duas vezes por semana nas semanas pós-operatórias 1-6. hospital. Dados adicionais incluirão dados demográficos (idade, IMC, sexo, raça e etnia), dados cirúrgicos/anestesia (por exemplo, duração) e histórico médico/medicamentoso.

Amostras de sangue periférico serão coletadas antes da cirurgia e 1h e 24h após a cirurgia com base em nosso estudo anterior, mostrando que a ativação de monócitos (incluindo respostas de sinalização STAT3, CREB e NFkB em monócitos CD14+CD16-) logo após a cirurgia está fortemente correlacionada com a resolução tardia da dor e funcional imparidade. Amostras de ar exalado serão coletadas no intraoperatório antes da incisão e no fechamento da ferida, bem como 1 e 24 horas após a cirurgia.

Infusão de N-acetilcisteína: Uma dose de ataque de 50 mg/kg será iniciada como uma infusão de 1 hora antes da incisão cirúrgica e será seguida por uma dose de manutenção de 50 mg/kg administrada durante 4 horas. Este é um paradigma de dosagem padrão que é seguro quando usado no intraoperatório e raramente causa efeitos adversos significativos (principalmente reações alérgicas).

Cirurgia e anestesia: Os participantes serão submetidos à artroplastia unilateral do quadril realizada por três cirurgiões usando a mesma abordagem. O manejo anestésico e perioperatório dos pacientes é padronizado e segue as recomendações baseadas no ERAS.

Medidas: Instrumentos bem validados serão usados ​​para avaliar a dor, a interferência da dor e a função da articulação afetada e operada, incluindo o Western Ontario and McMaster Universities Osteoarthritis Index (WOMAC) adaptado para pacientes submetidos a cirurgias nas articulações das extremidades inferiores, o Brief Pain Inventory (BPI ) e a Escala de Recuperação Cirúrgica (SRS). O consumo de opioides será quantificado como equivalentes de hidromorfona intravenosa (miligramas/dia) usando tabelas de conversão de opioides amplamente aceitas.

Análise da amostra: Sangue e plasma serão coletados e processados ​​para análise com citometria de massa conforme descrito anteriormente. Será aplicado um painel de anticorpos CyTOF humano de 39 parâmetros que permitirá a análise simultânea de 1) todos os principais fenótipos de células imunes 2) respostas de sinalização intracelular endógena (incluindo o sinal pSTAT3, pCREB e pNF-kB) e 3) marcadores intracelulares de sinais reativos aldeídos (ou seja, sinal 4-HNE e MDA).

As amostras de respiração serão analisadas para aldeídos, incluindo formaldeído, crotenaldeído e benzaldeído usando espectroscopia de massa no laboratório do Dr. Gross.

Amostras de plasma serão analisadas para MDA livre e 4-HNE em amostras de plasma de linha de base, 1 e 24 horas no laboratório do Dr. Clark.

Análise e modelagem dos dados do resultado: Os resultados autorrelatados serão analisados ​​usando os modelos validados associados a cada resultado para extrair um número quantificado e normalizado associado à recuperação. Os dados de actigrafia de 60 Htz serão primeiro extraídos para padrões associados às atividades diárias (por exemplo, contagem de passos) e níveis de intensidade. A seguir, será estabelecida uma linha de base a partir dos dados coletados durante e antes da cirurgia, para cada variável. Todas as variáveis ​​serão normalizadas para esta linha de base para contabilizar os efeitos específicos do paciente. Finalmente, um modelo linear multivariado (com dias passados ​​desde a cirurgia como variável de resposta) será usado para modelar todo o conjunto de dados de actigrafia. A área sob a respectiva curva de recuperação de cada paciente de acordo com este modelo será utilizada como resultado objetivo da recuperação. Em nossos estudos preliminares (dados não mostrados), verificou-se que esse resultado está correlacionado com vários aspectos do sistema imunológico.

Análise e modelagem de dados CyTOF: O grande número de pontos de dados (milhões de células por paciente) e variáveis ​​medidas (dezenas de vias de sinalização em centenas de tipos de células) representam desafios computacionais únicos que não podem ser resolvidos usando ferramentas de bioinformática tradicionais. Os pesquisadores desenvolverão uma estrutura bayesiana que combinará conhecimento a priori do sistema imunológico com perfis de citometria de massa de última geração para construir um modelo preditivo de respostas de sinalização de células imunes inatas e adaptativas para cada um dos resultados de recuperação.