Naujas metodas gali apsaugoti organus širdies ir aortos operacijų metu

Naujas metodas gali apsaugoti organus širdies ir aortos operacijų metu

Hidetoshi Masumoto ir Genshiro Sunagawa vadovaujami mokslininkai iš RIKEN Biosistemų dinamikos tyrimų centro (BDR) Japonijoje sukūrė naują metodą, kaip apsaugoti organus širdies ir aortos operacijų metu, kai reikia blokuoti kraujotaką. Užuot pasikliavę žema temperatūra, kad sukeltų hipometabolizmą ir sumažintų deguonies poreikį, šis metodas veikia stimuliuodamas Q neuronus smegenyse, kurie lėtina medžiagų apykaitą į žiemos miego būseną. Šiame koncepcijos įrodymo tyrime procedūra apsaugojo pelių inkstus nuo žalos, kurią sukelia deguonies trūkumas, ir išvengė žalingų šalutinių poveikių, susijusių su užsitęsusia hipotermija. Išvados gali padėti rasti naujų būdų, kaip atlikti panašias operacijas su žmonėmis.

Kai kurių tipų širdies ir aortos operacijos reikalauja, kad gydytojai nutrauktų kraujotaką, kol jie dirba aortos taisymui. Pastaruosius 50 metų tokio tipo operacijos buvo atliekamos naudojant žemą temperatūrą, kad būtų sukelta gili hipotermija, dėl kurios sulėtėja organizmo medžiagų apykaita, todėl organai gali išgyventi turėdami labai mažai deguonies. Nors tai veiksmingai apsaugo organus, tokius kaip inkstai, jis taip pat sumažina kraujo krešėjimą, dėl kurio atsiranda gausus kraujavimas ir kraujo perpylimo poreikis.

Masumoto ir jo komanda RIKEN BDR ieškojo būdų sulėtinti medžiagų apykaitą nesukeliant hipotermijos. Žinome, kad daugelis gyvūnų – pavyzdžiui, lokiai ir voverės – gali užmigti žiemos miegu ir, nepaisant itin lėtos medžiagų apykaitos žiemos miego metu, pabudę yra sveiki. Tačiau, kaip ir dauguma gyvūnų, žmonės neužmiega žiemos miego. Tai buvo istorijos pabaiga, kol prieš kelerius metus Sunagawa grupė atrado būdą, kaip į žiemos miego būseną įvesti peles – gyvūnus, kurie paprastai nemiega.

Jei galime jas sukelti, yra daug galimybių panaudoti į žiemos miegą panašias būsenas širdies ir kraujagyslių medicinoje, reanimacijos medicinoje ar kitais atvejais, kai organų apsauga per hipotermiją yra nepakankama arba netinkama.

Genshiro Sunagawa, RIKEN Biosistemų dinamikos tyrimų centras

Tačiau pirmiausia technikos veiksmingumas turi būti patikrintas naudojant gyvūnų modelius. Naujasis tyrimas yra pirmasis klinikinis šios technikos įgyvendinimas ir išbandytas jo veiksmingumas naudojant pelės aortos chirurgijos modelį, kuriam reikalingas širdies sustojimas. Ankstesni komandos tyrimai parodė, kad žiemos miego lygio hipometabolizmas gali būti pasiektas aktyvuojant specialius neuronus smegenų pagumburyje, vadinamus Q neuronais. Chemogeninė biotechnologija leido tyrėjams suaktyvinti šiuos specifinius neuronus injekcijomis. Jie palygino keturias modelių pelių grupes, kurios skyrėsi tuo, ar hipometabolizmui sukelti buvo naudojama žema temperatūra ir ar Q neuronai buvo aktyvuoti, ar ne.

Inkstų pažeidimas ir inkstų funkcija buvo įvertinti pagal biomarkerių koncentraciją kraujyje. Analizė parodė, kad Q neuronų sukeltas hipometabolizmas esant normaliai temperatūrai buvo toks pat apsaugotas inkstus, kaip ir hipotermijos sukeltas metabolizmas. „Turėdami šiuos rezultatus, dabar žinome, kad Q neuronai gali naudoti sukeltas į žiemos miegą panašias būsenas, kad apsaugotų organus“, - sako Masumoto.

Galutinis Masumoto ir Sunagawa tyrimų tikslas yra sulėtinti žmonių medžiagų apykaitą širdies operacijos metu ar dėl kitų medicininių priežasčių naudojant šios technikos variantus. Tačiau kadangi Q neuronai negali būti aktyvuojami taip selektyviai žmonėms, kaip jie yra eksperimentiniu būdu sukurtose pelėse, komanda dabar ieško būdų, kaip apsaugoti organus, esančius pasroviui nuo smegenų. "Q neuronų aktyvinimas sukelia biologinių įvykių seką, leidžiančią organams keletą dienų egzistuoti hipometabolinėje būsenoje", - aiškina Sunagawa. „Kai tiksliai žinome, kas yra šie įvykiai, esame įsitikinę, kad galime juos sukelti farmakologiškai organizme, prieš tai nesuaktyvinę Q neuronų.

Tyrimas buvo paskelbtas lapkričio 7 d. JTCVS Open.

Šaltinis:

RIKEN

Nuoroda:

Shoichi Kyo ir kt. (2022) Q neuronų sukeltas hipometabolizmas pagerina ūminį inkstų pažeidimą pelės modelyje, imituojančiame širdies ir kraujagyslių chirurgiją, kuriai reikalingas širdies sustojimas. JTCVS atidarytas. doi.org/10.1016/j.xjon.2022.11.001.

.