Exploración de soluciones alternativas de perfusión utilizando portadores de oxígeno basados en hemoglobina polimerizada de próxima generación en un modelo de perfusión pulmonar ex vivo en ratas
14 de junio de 2024
Aquí, describimos la aplicación de un portador de oxígeno basado en hemoglobina humana polimerizada (PolyhHb) como perfusión y el protocolo en el que esta solución de perfusión se puede probar en un modelo de perfusión pulmonar ex vivo en ratas.
La perfusión pulmonar ex vivo o EVLP permite una evaluación ampliada de los pulmones del donante. Existen dos soluciones de perfusión, una acelular y otra celular. Este estudio detalla el uso de una hemoglobina humana polimerizada o un portador de oxígeno basado en poli HB como perfusión en el protocolo para probar esta solución en un modelo de EVLP de rata.
Los recientes avances en la perfusión de órganos ex vivo han permitido ampliar el grupo de órganos del donante con una función mejorada. Trabajar para extender los tiempos de profusión normotérmica con perfusas a medida permitirá nuevos avances en este espacio. Las técnicas de perfusión actuales utilizan perfusiones celulares o acelulares, cada una con pros y contras.
La composición de la perfusión es crucial para el apoyo metabólico, la reducción de la inflamación y el mantenimiento de la presión oncótica. Sin embargo, las soluciones existentes pueden causar edema y daño pulmonar. Por lo tanto, es necesario desarrollar nuevas soluciones de perfusión que eviten el daño excesivo mientras mantienen una homeostasis celular adecuada.
Un prometedor portador de oxígeno basado en la hemoglobina o HBOC es la hemoglobina humana polimerizada sintetizada a partir de glóbulos rojos caducados. Nuestro laboratorio desarrolló un poli HB de próxima generación con un mínimo de especies de bajo peso molecular y hemoglobina libre de células. Esto ha demostrado características biofísicas mejoradas y ha reducido la vasoconstricción, la hipertensión y el daño oxidativo en estudios con animales.
Estas características lo convierten en un prometedor candidato a la perfusión.
Resumen
Este estudio describe el uso de un transportador de oxígeno basado en hemoglobina humana polimerizada (PolyHb) como perfusato en un modelo de perfusión pulmonar ex vivo (EVLP) en ratas. La investigación tiene como objetivo mejorar la evaluación de pulmones donantes y perfeccionar las técnicas de preservación de órganos.
Componentes Clave del Estudio
Área de la ciencia
- Perfusión pulmonar ex vivo
- Preservación de órganos
- Transportadores de oxígeno
Antecedentes
- La perfusión pulmonar ex vivo permite una evaluación prolongada de los pulmones donantes.
- Las soluciones de perfusión actuales incluyen opciones acelulares y celulares.
- Las soluciones basadas en poliHb pueden mejorar la función pulmonar durante la preservación.
- Los avances en las técnicas de perfusión pueden ampliar el banco de órganos donantes.
Objetivo del estudio
- Evaluar un transportador de oxígeno basado en PoliHb en un modelo de EVLP en rata.
- Evaluar la eficacia de esta solución como perfusado.
- Explorar el potencial para prolongar los tiempos de perfusión normotérmica.
Métodos Utilizados
- Aplicación de PolyHb como perfusato en un modelo de rata.
- Comparación de resultados con soluciones de perfusión tradicionales.
- Evaluación de la función pulmonar tras la perfusión.
- Evaluación de los tiempos de perfusión y la viabilidad del órgano.
Resultados principales
- PolyHb demostró ventajas potenciales frente a las soluciones tradicionales.
- Se observaron mejoras en los parámetros de función pulmonar.
- Se lograron tiempos de perfusión prolongados con PolyHb.
- Los hallazgos respaldan la realización de más investigaciones sobre soluciones de perfusión personalizadas.
Conclusiones
- Los transportadores de oxígeno basados en PoliHb pueden mejorar la perfusión pulmonar ex vivo.
- Se requieren estudios adicionales para optimizar los protocolos de perfusión.
- Esta investigación contribuye a mejorar las técnicas de preservación de órganos donantes.
Preguntas frecuentes
Relevancia Ejecutiva para la Industria
Los portadores de oxígeno basados en hemoglobina polimerizada de próxima generación (PolyhHb) en modelos de perfusión pulmonar ex vivo (EVLP) abordan un cuello de botella crítico en la evaluación y preservación de pulmones donantes. Al permitir una evaluación y mantenimiento más precisos de los pulmones donantes marginales, estas soluciones respaldan la confianza predictiva en el punto crítico de selección del órgano y amplían el grupo de donantes aptos para trasplante. Esta innovación impacta directamente en la continuidad traslacional y el avance ajustado al riesgo en las vías de trasplante de órganos.
Aplicaciones Estratégicas en I+D de Biofarmacia
Descubrimiento Temprano y Validación de Blancos
- Permite la investigación mecanicista del rendimiento de los transportadores de oxígeno en la preservación de órganos.
- Apoya la reducción de riesgos biológicos mediante la comparación de PolyhHb con perfundentes tradicionales en modelos controlados de EVLP.
- Facilita la confianza predictiva en los flujos de trabajo de evaluación de la viabilidad del pulmón donante.
Desarrollo de Pruebas y Tamizaje
- Establece sistemas validados de EVLP para la comparación cuantitativa de formulaciones de perfusato.
- Normaliza lecturas fisiológicas como la resistencia vascular pulmonar y la compliancia para un cribado reproducible.
- Posibilita la evaluación escalable de nuevos transportadores de oxígeno para estudios traslacionales posteriores.
Investigación Traductacional y Preclínica
- Se alinea con modelos relevantes para la enfermedad en la evaluación preclínica de estrategias de preservación pulmonar.
- Permite la continuidad desde la optimización de perfusados en fase de descubrimiento hasta la validación preclínica en modelos de trasplante.
- Proporciona datos ajustados por riesgo para impulsar perfusados novedosos hacia la traslación clínica.
Integración de la tubería y flujo de trabajo
La prueba de perfusato basado en poliHb en modelos de EVLP en ratas conecta el descubrimiento inicial, la selección y la validación preclínica dentro del flujo de trabajo de preservación y trasplante de órganos.
- Biología del Descubrimiento: Permite probar hipótesis sobre la eficacia y seguridad de los transportadores de oxígeno en la preservación de órganos.
- Selección: Proporciona resultados fisiológicos cuantitativos y reproducibles para comparar candidatos a perfusato.
- Análisis: Ofrece mediciones en tiempo real del intercambio gaseoso, la resistencia vascular y la compliancia para facilitar decisiones basadas en datos.
- Investigación Translacional: Conecta los hallazgos preclínicos de la EVPLE con los requisitos de los modelos clínicos de trasplante.
- Reutilización Empresarial: Establece una plataforma EVPLE reutilizable para el desarrollo y validación iterativos de perfusatos.
Impacto Operativo y Empresarial
- Valor científico: Aumenta la confianza predictiva en la evaluación de pulmones donados y reduce la ambigüedad mecanicista en la selección del perfusato.
- Valor operativo: Estandariza los protocolos de EVLP para garantizar su reproducibilidad y escalabilidad entre distintos equipos de investigación.
- Valor estratégico: Mejora las decisiones de avance o descarte del perfusato y potencia la eficiencia del capital en la investigación y desarrollo de preservación de órganos.
- Impacto en la cartera: Permite la priorización ajustada al riesgo de nuevos transportadores de oxígeno para su traslación clínica.
Consideraciones de Implementación
- Requiere experiencia en la configuración del modelo de EVLP y en la adquisición de datos fisiológicos.
- Exige acceso a instrumentación especializada para la perfusión y a infraestructura analítica.
- Necesita la estandarización entre equipos de los protocolos de preparación del perfusado y de medición fisiológica.
- La adaptación entre especies o sistemas orgánicos puede requerir la optimización del protocolo.
- Las limitaciones potenciales incluyen respuestas fisiológicas específicas del modelo y la escalabilidad a sistemas humanos.
