Jauna metode var aizsargāt orgānus sirds un aortas operāciju laikā

Jauna metode var aizsargāt orgānus sirds un aortas operāciju laikā

Pētnieki Hidetoši Masumoto un Genširo Sunagavas vadībā no RIKEN Biosistēmu dinamikas pētniecības centra (BDR) Japānā ir izstrādājuši jaunu metodi orgānu aizsardzībai sirds un aortas operāciju laikā, kad nepieciešams bloķēt asinsriti. Tā vietā, lai paļautos uz aukstu temperatūru, lai izraisītu hipometabolismu un samazinātu skābekļa patēriņu, šī metode darbojas, stimulējot Q neironus smadzenēs, kas palēnina vielmaiņu līdz hibernācijas stāvoklim. Šajā koncepcijas pierādījuma pētījumā procedūra aizsargāja peļu nieres no bojājumiem, ko izraisīja skābekļa trūkums, un izvairījās no kaitīgām blakusparādībām, kas saistītas ar ilgstošu hipotermiju. Rezultāti varētu radīt jaunus veidus, kā veikt līdzīgas darbības cilvēkiem.

Dažiem sirds un aortas operāciju veidiem ārstiem ir jāpārtrauc asinsriti, kamēr viņi strādā, lai labotu aortu. Pēdējos 50 gadus šāda veida operācijas ir veiktas pēc aukstas temperatūras izmantošanas, lai izraisītu dziļu hipotermiju, kas palēnina ķermeņa metabolismu, lai orgāni varētu izdzīvot ar ļoti mazu skābekļa daudzumu. Lai gan tas efektīvi aizsargā tādus orgānus kā nieres, tas arī samazina asins recēšanu, izraisot pārmērīgu asiņošanu un nepieciešamību pēc asins pārliešanas.

Masumoto un viņa komanda RIKEN BDR meklēja veidus, kā palēnināt vielmaiņu, neizraisot hipotermiju. Mēs zinām, ka daudzi dzīvnieki – piemēram, lāči un vāveres – var pārziemot un, neskatoties uz ārkārtīgi lēno vielmaiņu ziemas guļas laikā, pamostoties tie ir veseli. Tomēr, tāpat kā lielākā daļa dzīvnieku, cilvēki neguļ ziemas guļas stāvoklī. Ar to stāsts beidzās līdz pat pirms vairākiem gadiem, kad Sunagavas grupa atklāja veidu, kā ievietot peles ziemas guļas stāvoklī — dzīvniekus, kuri parasti neguļ.

Ja mēs varam tos izraisīt, ir daudz iespēju izmantot hibernācijai līdzīgus stāvokļus sirds un asinsvadu medicīnā, reanimācijas medicīnā vai citos gadījumos, kad orgānu aizsardzība ar hipotermiju ir nepietiekama vai nepiemērota.

Genshiro Sunagawa, RIKEN Biosistēmu dinamikas pētniecības centrs

Bet vispirms metodes efektivitāte ir jāpārbauda dzīvnieku modeļos. Jaunais pētījums ir pirmais tehnikas klīniskais ieviešanas veids, un tā efektivitāti pārbaudīja, izmantojot peles aortas operācijas modeli, kam nepieciešama sirds apstāšanās. Komandas iepriekšējie pētījumi parādīja, ka hibernācijas līmeņa hipometabolismu var panākt, aktivizējot īpašus neironus smadzeņu hipotalāmā, ko sauc par Q neironiem. Ķīmoģenētiskā biotehnoloģija ļāva pētniekiem aktivizēt šo specifisko neironu aktivizēšanu ar injekciju. Viņi salīdzināja četras modeļu peļu grupas, kas atšķīrās no tā, vai hipometabolisma ierosināšanai tika izmantota aukstā temperatūra un vai Q neironi tika aktivizēti vai nē.

Nieru bojājumi un nieru darbība tika novērtēti, pamatojoties uz biomarķieru koncentrāciju asinīs. Analīze parādīja, ka Q neironu izraisītais hipometabolisms normālā temperatūrā bija tikpat aizsargājošs nierēm kā hipotermijas izraisītais. "Ar šiem rezultātiem mēs tagad zinām, ka Q neironi var izmantot inducētus hibernācijai līdzīgus stāvokļus, lai aizsargātu orgānus," saka Masumoto.

Masumoto un Sunagawa pētījuma galvenais mērķis ir palēnināt cilvēku vielmaiņu sirds operāciju vai citu medicīnisku iemeslu laikā, izmantojot šīs metodes variāciju. Tomēr, tā kā Q neironus cilvēkiem nevar aktivizēt tik selektīvi kā eksperimentāli izveidotās pelēs, komanda tagad meklē veidus, kā aizsargāt orgānus, kas atrodas lejpus smadzenēm. "Q neironu aktivizēšana izraisa bioloģisku notikumu secību, kas ļauj orgāniem vairākas dienas pastāvēt hipometaboliskā stāvoklī," skaidro Sunagava. "Kad mēs precīzi zinām, kas ir šie notikumi, mēs esam pārliecināti, ka mēs varam tos farmakoloģiski izraisīt organismā, vispirms neaktivizējot Q neironus."

Pētījums tika publicēts 7. novembrī JTCVS Open.

Avots:

RIKEN

Atsauce:

Shoichi Kyo., et al. (2022) Q neironu izraisīts hipometabolisms uzlabo akūtu nieru bojājumu peles modelī, kas imitē sirds un asinsvadu operācijas, kurām nepieciešama sirds apstāšanās. JTCVS tika atvērts. doi.org/10.1016/j.xjon.2022.11.001.

.