Exploration de solutions de perfusion alternatives à l’aide de transporteurs d’oxygène polymérisés à base d’hémoglobine de nouvelle génération dans un modèle de perfusion pulmonaire ex vivo chez le rat
14 juin 2024
Ici, nous décrivons l’application d’un transporteur d’oxygène polymérisé à base d’hémoglobine humaine (PolyhHb) en tant que perfusat et le protocole dans lequel cette solution de perfusion peut être testée dans un modèle de perfusion pulmonaire ex vivo chez le rat.
La perfusion pulmonaire ex vivo (EVLP) permet une évaluation approfondie des poumons du donneur. Il existe deux solutions de perfusion, l’une acellulaire et l’autre cellulaire. Cette étude détaille l’utilisation d’une hémoglobine humaine polymérisée ou d’un transporteur d’oxygène à base de poly HB comme perfusat dans le protocole de test de cette solution dans un modèle EVLP de rat.
Les progrès récents dans la perfusion d’organes ex vivo ont permis d’élargir le pool d’organes de donneurs avec une fonction améliorée. Travailler à prolonger les temps de profusion normothermique avec des perfusats adaptés permettra de nouvelles avancées dans ce domaine. Les techniques de perfusion actuelles utilisent des perfusats cellulaires ou acellulaires, chacun présentant des avantages et des inconvénients.
La composition de la perfusion est cruciale pour le soutien métabolique, la réduction de l’inflammation et le maintien de la pression oncotique. Cependant, les solutions existantes peuvent provoquer un œdème pulmonaire et des dommages. Ainsi, il est nécessaire de développer de nouvelles solutions de perfusion qui préviennent les dommages excessifs tout en maintenant une bonne homéostasie cellulaire.
Un transporteur d’oxygène prometteur à base d’hémoglobine ou HBOC est l’hémoglobine humaine polymérisée synthétisée à partir de globules rouges remplis périmés. Notre laboratoire a mis au point un poly HB de nouvelle génération avec un minimum d’espèces de faible poids moléculaire et d’hémoglobine acellulaire. Cela a montré une amélioration des caractéristiques biophysiques et a réduit la vasoconstriction, l’hypertension et les dommages oxydatifs dans les études animales.
Ces caractéristiques en font un candidat prometteur pour le perfusat.
Aperçu
Cette étude décrit l'utilisation d'un transporteur d'oxygène à base d'hémoglobine humaine polymérisée (PolyHb) comme liquide de perfusion dans un modèle de perfusion pulmonaire ex vivo (EVLP) chez le rat. La recherche vise à améliorer l'évaluation des poumons donneurs et à perfectionner les techniques de préservation d'organes.
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Perfusion pulmonaire ex vivo
- Conservation d'organes
- Transporteurs d'oxygène
Contexte
- La perfusion pulmonaire ex vivo permet une évaluation prolongée des poumons donneurs.
- Les solutions de perfusion actuelles comprennent des options acellulaires et cellulaires.
- Les solutions à base de PolyHb pourraient améliorer la fonction pulmonaire durant la préservation.
- Les progrès dans les techniques de perfusion peuvent élargir le pool d'organes donneurs.
Objectif de l'étude
- Tester un transporteur d'oxygène à base de PolyHb dans un modèle de perfusion pulmonaire ex vivo (EVLP) chez le rat.
- Évaluer l'efficacité de cette solution en tant que liquide de perfusion.
- Explorer le potentiel d'allongement des durées de perfusion normothermique.
Méthodes utilisées
- Application de l'PolyHb comme liquide de perfusion dans un modèle de rat.
- Comparaison des résultats avec les solutions de perfusion traditionnelles.
- Évaluation de la fonction pulmonaire après la perfusion.
- Évaluation des durées de perfusion et de la viabilité de l'organe.
Résultats principaux
- Le PolyHb a démontré des avantages potentiels par rapport aux solutions traditionnelles.
- Des améliorations des paramètres de fonction pulmonaire ont été observées.
- Des durées de perfusion prolongées étaient réalisables avec le PolyHb.
- Les résultats soutiennent la poursuite des recherches sur des solutions de perfusion adaptées.
Conclusions
- Les transporteurs d'oxygène à base de PolyHb pourraient améliorer la perfusion pulmonaire ex vivo.
- Des études supplémentaires sont nécessaires pour optimiser les protocoles de perfusion.
- Cette recherche contribue à l'amélioration des techniques de préservation des organes donneurs.
Questions fréquemment posées
Pertinence industrielle pour les cadres
Les transporteurs d'oxygène à base d'hémoglobine polymérisée de nouvelle génération (PolyhHb) dans les modèles de perfusion pulmonaire ex vivo (EVLP) répondent à un goulot d'étranglement critique dans l'évaluation et la préservation des poumons provenant de donneurs marginaux. En permettant une évaluation et un entretien plus précis de ces poumons, ces solutions renforcent la confiance prédictive au moment décisif du choix de l'organe et élargissent le pool de donneurs pouvant être greffés. Cette innovation a un impact direct sur la continuité translationnelle et sur les progrès ajustés au risque dans les filières de transplantation d'organes.
Applications stratégiques en recherche et développement en biopharmaceutique
Découverte précoce et validation de cibles
- Permet l'analyse mécanistique de la performance des transporteurs d'oxygène dans la préservation d'organes.
- Prend en charge la détection biologique des risques en comparant l'PolyhHb à des perfusats traditionnels dans des modèles EVLP contrôlés.
- Facilite une évaluation prédictive fiable des protocoles d'évaluation de la viabilité des poumons donneurs.
Développement de criblages et de tests
- Mettre en place des systèmes EVLP validés permettant une comparaison quantitative des formulations de perfusat.
- Normaliser les paramètres physiologiques tels que la résistance vasculaire pulmonaire et la compliance pour un criblage reproductible.
- Permettre une évaluation évolutive de nouveaux transporteurs d'oxygène en vue d'études translationnelles ultérieures.
Recherche translationnelle et préclinique
- S'aligne sur des modèles pertinents pour la maladie afin d'évaluer de façon préclinique les stratégies de préservation pulmonaire.
- Permet une continuité allant de l'optimisation des perfusats en phase de découverte à la validation préclinique dans des modèles de transplantation.
- Fournit des données ajustées aux risques pour faire progresser les nouveaux perfusats vers une traduction clinique.
Intégration du pipeline et du flux de travail
Les tests de perfusat à base de PolyhHb dans les modèles EVLP chez le rat permettent de relier la découverte précoce, le criblage et la validation préclinique dans le cadre du processus de préservation et de transplantation d'organes.
- Découverte en biologie : Permet la vérification d'hypothèses sur l'efficacité et la sécurité des transporteurs d'oxygène en matière de préservation d'organes.
- Évaluation : Fournit des données physiologiques quantitatives reproductibles pour comparer les différents candidats au perfusat.
- Analytique : Offre des mesures en temps réel des échanges gazeux, de la résistance vasculaire et de la compliance, permettant une prise de décision fondée sur les données.
- Recherche translationnelle : Relie les résultats précliniques obtenus avec la PVEC aux exigences des modèles cliniques de transplantation.
- Réutilisation institutionnelle : Met en place une plateforme PVEC réutilisable pour le développement itératif et la validation de perfusats.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Accroît la confiance prédictive dans l'évaluation des poumons donneurs et réduit l'ambiguïté mécanistique dans le choix du liquide de perfusion.
- Valeur opérationnelle : Standardise les protocoles de PLEV pour une reproductibilité et une évolutivité entre équipes de recherche.
- Valeur stratégique : Améliore les décisions « aller/ne pas aller » concernant le développement de liquides de perfusion et renforce l'efficacité du capital investi dans la recherche et développement sur la préservation des organes.
- Impact sur le portefeuille : Permet une priorisation ajustée au risque des nouveaux transporteurs d'oxygène en vue de leur translation clinique.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Nécessite une expertise dans la mise en place du modèle EVLP et l'acquisition de données physiologiques.
- Exige un accès à des instruments de perfusion spécialisés et à une infrastructure analytique.
- Implique une standardisation interéquipes des protocoles de préparation du perfusat et des mesures physiologiques.
- L'adaptation à différentes espèces ou systèmes organiques peut nécessiter une optimisation du protocole.
- Les limites potentielles incluent les réponses physiologiques spécifiques au modèle et la possibilité de transposition à des systèmes humains.
