Desarrollo de un modelo de lesión pulmonar aguda de lechones neonatales que recrea el entorno temprano de los pulmones de los lactantes prematuros

El laboratorio del Dr. Thebaud es pionero en el uso de células estromales mesenquimales derivadas del tejido del cordón umbilical para la enfermedad pulmonar neonatal, también llamada displasia broncopulmonar. La traducción clínica exitosa es el enfoque de nuestros esfuerzos actuales. Recientemente completamos un ensayo clínico de fase uno de administración intravenosa de células estromales mesenquimales derivadas del cordón umbilical a bebés prematuros con riesgo de desarrollar displasia broncopulmonar, proporcionando datos de seguridad importantes para futuros estudios de eficacia.

Sin embargo, quedan preguntas importantes. Este gran modelo animal permitirá optimizar la administración y la capacidad terapéutica de las células estromales mesenquimales derivadas del cordón umbilical, y facilitar la traducción clínica de nuevas terapias a los pacientes. Nuestro modelo de lesión pulmonar aguda neonatal en lechones recién nacidos imita las exposiciones tempranas de los pulmones humanos prematuros con agotamiento de surfactante, hiperoxia, ventilación a alta presión e inflamación, todos factores involucrados en la fisiopatología de la displasia broncopulmonar.

Este modelo ofrece información sobre los procesos patogénicos tempranos del TLP. Los estudios de prueba de concepto para la seguridad y eficacia en nuestro modelo de lechones proporcionarán avances en los candidatos terapéuticos para la lesión pulmonar aguda en bebés prematuros. Para comenzar, encienda el aparato de succión y confirme que esté listo para usar.

Instale el cubo de recolección de lavado en su lugar. Pese las almohadillas absorbentes antes de comenzar el lavado, luego colóquelas debajo de la cabeza del animal y debajo de la mesa quirúrgica para recoger todo el líquido que se escapa durante el lavado. Ajuste el ventilador a una presión positiva al final de la espiración de cinco centímetros de agua, una presión inspiratoria máxima de 25 centímetros de agua, una frecuencia respiratoria de 25 por minuto y una fracción de oxígeno inspirado de uno.

Ahora desconecte el circuito ventilatorio del tubo endotraqueal y conecte el aparato de embudo de lavado. Para instilar solución salina en los pulmones, vierta suavemente 30 mililitros por kilogramo de solución salina isotónica tibia en el embudo que se encuentra aproximadamente a 30 centímetros por encima del lechón anestesiado. Presione bilateralmente en la cara lateral del área de la caja torácica para proporcionar un apretón mecánico y masajear el área.

Luego baje el embudo debajo del lechón para comenzar el drenaje de líquido y desconecte ligeramente el embudo del tubo endotraqueal para permitir que el líquido de lavado fluya hacia el cubo de recolección en el piso. A continuación, inserte el catéter de succión en el tubo endotraqueal y realice una succión activa durante no más de 10 segundos mientras continúa el masaje de la caja torácica para ayudar a eliminar los líquidos. Ahora vuelva a conectar el circuito ventilatorio al tubo endotraqueal y deje que el lechón se recupere durante al menos tres minutos entre rondas de lavado para reducir el estrés y el riesgo de intolerancia.

Comience la siguiente ronda de lavado una vez que la saturación de oxígeno periférica vuelva al 100%Durante el lavado, los niveles de saturación de oxígeno pueden llegar a ser tan bajos como cinco. Si la saturación no vuelve al 100%, espere a la estabilización y verifique la presión parcial de oxígeno mediante el análisis de gases en sangre. Confirme que la lesión por agotamiento de surfactante se logra cuando la presión parcial de oxígeno permanece por debajo de 100 milímetros de mercurio durante 15 minutos.

Prepare lipopolisacárido o LPS de Escherichia coli a una dosis de 1,5 miligramos por kilogramo en solución salina normal y aspire un total de dos mililitros en una jeringa de tres mililitros. 15 minutos después del lavado pulmonar final, prepárese para la instilación de LPS mientras el lechón está en posición supina. Para mejorar la distribución homogénea de LPS en el pulmón atelectático, reemplace el extremo del tubo endotraqueal estándar con un adaptador de puerto ancho para permitir la ventilación y la administración simultáneas de LPS.

Aplicar una presión positiva al final de la espiración de 10 centímetros de agua durante un minuto. Ajuste la presión inspiratoria máxima para mantener el volumen corriente en siete mililitros por kilogramo y ajuste la frecuencia respiratoria a 40 respiraciones por minuto. Luego, inserte un catéter a través del puerto lateral del adaptador en Y en el tubo endotraqueal a una profundidad premedida para que la punta se extienda de uno a dos milímetros más allá del tubo.

Ahora inyecte el LPS a través del catéter y enjuague el catéter con un mililitro de solución salina normal, seguido de un bolo de aire de nueve mililitros para asegurar una administración completa. Luego retire el catéter y cierre el puerto lateral. Continúe con una presión positiva al final de la espiración de 10 centímetros de agua, ajustando la presión inspiratoria máxima para mantener el volumen corriente a siete mililitros por kilogramo durante tres minutos después de la administración de LPS para optimizar la distribución en los pulmones.

Desconecte el circuito del ventilador del tubo endotraqueal durante 30 segundos para interrumpir cualquier posible reclutamiento pulmonar obtenido. Durante el período de desconexión, ajuste la configuración del ventilador. Una vez que el volumen corriente se estabiliza en siete mililitros por kilogramo, registre las mediciones fisiológicas de la hora cero del punto de tiempo y complete la hoja de formulario de informe de caso.

Ajuste la frecuencia respiratoria en función de la presión parcial de dióxido de carbono del análisis de gases en sangre. Continúe con la ventilación controlada por volumen como se describió anteriormente durante el período de observación de seis horas. Use mediciones de gases en sangre por hora para guiar los ajustes de la frecuencia respiratoria durante el resto del experimento y ajuste continuamente la presión inspiratoria máxima para mantener el volumen corriente en siete mililitros por kilogramo.

Los animales de múltiples golpes exhibieron un índice de oxigenación significativamente mayor entre 8 y 12 durante el período de seis horas, lo que indica una lesión pulmonar de moderada a grave, mientras que su presión parcial de oxígeno a la fracción de la proporción de oxígeno inspirado disminuyó notablemente. La distensibilidad del sistema respiratorio se redujo en más del 50% en comparación con los animales de control. Los pulmones de múltiples golpes mostraron claros signos macroscópicos de lesión pulmonar en parches concentrados en la región central posterior en comparación con los controles.

El análisis histológico reveló una marcada infiltración neutrofílica y engrosamiento de los tabiques alveolares en animales con múltiples impactos, lo que indica un daño estructural severo, incluida la deposición de restos proteicos en los espacios alveolares. Los neutrófilos constituyeron más del 75% de la población de células del líquido de lavado broncoalveolar en animales con múltiples impactos seis horas después de la lesión. Los niveles de interleucina-6 estaban muy elevados en el líquido de lavado broncoalveolar y en el tejido pulmonar de los animales multigolpes en comparación con los controles, lo que refleja una respuesta inflamatoria intensa.