Az új módszerrel megvédhetők a szervek szív- és aortaműtétek során

Az új módszerrel megvédhetők a szervek szív- és aortaműtétek során

A Hidetoshi Masumoto és Genshiro Sunagawa által vezetett kutatók a RIKEN Biosystems Dynamics Research (BDR) központjában Japánban új módszert fejlesztettek ki a szervek védelmére olyan szív- és aortaműtétek során, amikor a vérkeringést gátolni kell. Ahelyett, hogy a hideg hőmérsékletre támaszkodna a hipometabolizmus előidézése és az oxigénigény csökkentése érdekében, a technika az agy Q-neuronjait stimulálja, amelyek lelassítják az anyagcserét hibernációszerű állapotba. Ebben a koncepcionális vizsgálatban az eljárás megvédte az egérveséket az oxigénhiány okozta károsodástól, és elkerülte a hosszan tartó hipotermia káros mellékhatásait. Az eredmények új módszerekhez vezethetnek hasonló műveletek elvégzésére embereken.

Bizonyos típusú szív- és aortaműtétek megkövetelik, hogy az orvosok leállítsák a vérkeringést, miközben az aorta helyreállításán dolgoznak. Az elmúlt 50 évben ezt a fajta műtétet hideg hőmérséklet alkalmazásával végezték mély hipotermia előidézésére, ami lelassítja a szervezet anyagcseréjét, így a szervek nagyon kevés oxigén mellett is túlélhetnek. Noha ez hatékonyan védi az olyan szerveket, mint a vesék, csökkenti a véralvadást is, ami túlzott vérzéshez és vérátömlesztés szükségességéhez vezet.

Masumoto és csapata a RIKEN BDR-nél olyan módszereket keresett, amelyek lelassítják az anyagcserét anélkül, hogy hipotermiát váltana ki. Tudjuk, hogy sok állat – például a medve és a mókus – képes hibernálni, és hibernálás közbeni rendkívül lassú anyagcseréjük ellenére ébredéskor egészségesek. Azonban, mint a legtöbb állat, az ember sem hibernált. Ez volt a történet vége, egészen addig, amíg néhány évvel ezelőtt Sunagawa csoportja felfedezett egy módot, amellyel az egereket hibernált állapotba hozhatják – olyan állatokat, amelyek általában nem alszanak hibernáltnak.

Ha ki tudjuk idézni őket, számos lehetőség nyílik a hibernációhoz hasonló állapotok alkalmazására a szív- és érrendszeri gyógyászatban, az újraélesztésben, vagy más olyan esetekben, amikor a hipotermián keresztüli szervvédelem nem megfelelő vagy nem megfelelő.”

Genshiro Sunagawa, a RIKEN Biorendszer-dinamikai kutatási központja

De először állatmodelleken kell ellenőrizni a technika hatékonyságát. Az új tanulmány a technika első klinikai megvalósítása, és a hatékonyságát a szívmegállást igénylő aortaműtét egérmodelljével tesztelték. A csapat korábbi tanulmányai kimutatták, hogy hibernációs szintű hipometabolizmus érhető el az agy hipotalamuszában található speciális neuronok, az úgynevezett Q neuronok aktiválásával. A kemogenetikus biotechnológia lehetővé tette a kutatóknak, hogy injekcióval aktiválják ezeket a specifikus neuronokat. Négy modell egercsoportot hasonlítottak össze, amelyek különböztek abban, hogy hideg hőmérsékletet használtak-e a hipometabolizmus kiváltására, és hogy aktiválódtak-e a Q neuronok vagy sem.

A vesekárosodást és a vesefunkciót a vérben lévő biomarkerek koncentrációja alapján értékelték. Az elemzés kimutatta, hogy a Q neuronok által kiváltott hipometabolizmus normál hőmérsékleten ugyanolyan védelmet nyújtott a vesék számára, mint a hipotermia által kiváltott. "Ezekkel az eredményekkel most már tudjuk, hogy a Q-neuronok képesek az indukált hibernációhoz hasonló állapotokat használni a szervek védelmére" - mondja Masumoto.

Masumoto és Sunagawa kutatásának végső célja, hogy lelassítsa az emberek anyagcseréjét szívműtét vagy egyéb egészségügyi okok során, ennek a technikának egy változatával. Mivel azonban a Q-neuronok nem aktiválhatók olyan szelektíven emberben, mint kísérletileg létrehozott egerekben, a csapat most olyan módszereket keres, amelyekkel megvédheti az agy mögötti szerveket. "A Q neuronok aktiválása olyan biológiai események sorozatát váltja ki, amelyek lehetővé teszik, hogy a szervek napokig hipometabolikus állapotban létezzenek" - magyarázza Sunagawa. "Miután pontosan tudjuk, hogy mik ezek az események, biztosak vagyunk abban, hogy farmakológiailag indukálhatjuk őket a szervezetben anélkül, hogy először aktiválnánk a Q neuronokat."

A tanulmány november 7-én jelent meg a JTCVS Open-ben.

Forrás:

RIKEN

Referencia:

Shoichi Kyo. et al. (2022) A Q neuron által kiváltott hipometabolizmus javítja az akut vesekárosodást egy szívmegállást igénylő szív- és érrendszeri műtétet utánzó egérmodellben. A JTCVS megnyílt. doi.org/10.1016/j.xjon.2022.11.001.

.