Détermination du débit cardiaque dans un modèle porcin pour la perfusion pulmonaire ex vivo
28 juin 2024
Ce protocole décrit la technique chirurgicale utilisée pour la mise en place d’un cathéter de thermodilution dans la veine jugulaire chez les porcs afin d’estimer le débit cardiaque et d’assurer une perfusion pulmonaire adéquate lors d’une perfusion pulmonaire ex vivo (EVLP).
Cette étude a été réalisée pour s’assurer que le calcul du débit cardiaque par la méthode des lésions thermiques chez le porc permet d’obtenir des valeurs égales à celles obtenues par les autres techniques pour établir le débit de perfusion adéquat lors de la perfusion pulmonaire ex vivo ou EVLP dans des modèles animaux expérimentaux. L’un des défis est le développement de nouvelles solutions et technologies peu coûteuses pour la réalisation de l’EVLP, qui permettraient de récupérer des poumons qui, dans des circonstances normales, pourraient être jetés pour une greffe de poumon, ainsi que de permettre une préservation prolongée des poumons. Évaluation des changements structurels et moléculaires présents dans le tissu pulmonaire après une préservation prolongée en EVLP avec un débit de perfusion différent.
Parmi les nouvelles questions scientifiques que nos résultats ont ouvertes, il y a celle d’évaluer quels changements pulmonaires, structurels, physiologiques et moléculaires peuvent se produire après l’EVLP en utilisant le flux de perfusion du débit cardiaque obtenu par élution thermique, ajusté par le poids de la surface corporelle et le métal fixe. Dans les études futures, notre laboratoire se concentrera sur l’évaluation de la façon dont les différents flux de perfusion affectent l’endothélium pulmonaire pendant l’EVLP, dans le but d’augmenter la récupération pulmonaire et d’améliorer la préservation pour la transplantation.
Aperçu
Ce protocole décrit une technique chirurgicale permettant de placer un cathéter de thermodilution par voie veineuse jugulaire chez le porc. Cette méthode sert à estimer le débit cardiaque et à assurer une perfusion pulmonaire adéquate pendant la perfusion pulmonaire ex vivo (EVLP).
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Estimation du débit cardiaque
- Perfusion pulmonaire ex vivo
- Techniques chirurgicales chez les modèles animaux
Contexte
- Importance d'une perfusion pulmonaire adéquate pour la transplantation pulmonaire.
- Problèmes liés au développement de solutions peu coûteuses pour la PERF.
- Nécessité de techniques de préservation pulmonaire prolongée.
- Évaluation des modifications structurales et moléculaires du tissu pulmonaire après la PERF.
Objectif de l'étude
- Déterminer si la méthode de mesure du débit cardiaque par lésion thermique fournit des valeurs comparables à celles obtenues par d'autres techniques.
- Évaluer les effets de différents débits de perfusion sur la récupération pulmonaire.
- Explorer les modifications physiologiques et moléculaires survenant dans les poumons pendant la PLEV.
Méthodes utilisées
- Positionnement d'un cathéter de thermodilution par voie jugulaire.
- Calcul du débit cardiaque corrigé par la surface corporelle et le poids.
- Utilisation d'héparine diluée dans des solutions de chlorure de sodium.
- Évaluation du tissu pulmonaire après la PERF pour des modifications structurales et moléculaires.
Résultats principaux
- Comparaison des valeurs du débit cardiaque obtenues par la méthode de lésion thermique et par d'autres techniques.
- Apports de connaissances sur les processus de préservation et de récupération pulmonaires.
- Identification des modifications de l'endothélium pulmonaire dues à des débits de perfusion variables.
- Mise en place d'une base pour des études futures sur la perfusion pulmonaire ex vivo (EVLP).
Conclusions
- La méthode de lésion thermique est une option viable pour estimer le débit cardiaque en perfusion pulmonaire ex vivo (EVLP).
- Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour optimiser les débits de perfusion en vue de la récupération pulmonaire.
- La compréhension des modifications moléculaires peut améliorer les techniques de préservation pulmonaire.
Questions fréquemment posées
Pertinence professionnelle pour l'industrie
La mesure précise du débit cardiaque dans les modèles porcins de perfusion pulmonaire ex vivo (EVLP) est essentielle pour établir des débits de perfusion physiologiquement pertinents, ce qui influence directement la valeur prédictive des études précliniques sur la préservation et la transplantation pulmonaire. La comparaison des méthodes de dilution thermique, de surface corporelle (BSA), de poids et de Fick aborde un point critique dans la recherche translationnelle, soutenant une validation rigoureuse des cibles et une réduction des risques mécanistiques pour les interventions pulmonaires. L'uniformisation de l'estimation du débit cardiaque améliore la reproductibilité et éclaire les décisions d'avancement ajustées au risque dans les filières de préservation d'organes.
Applications stratégiques en recherche et développement en biopharmaceutique
Début de la découverte et validation de la cible
- Permet une analyse rigoureuse des paramètres de perfusion pour l'évaluation fonctionnelle du poumon dans les modèles précliniques.
- Facilite la détection biologique des risques en précisant l'impact des débits sur la viabilité tissulaire et les paramètres moléculaires.
- Renforce la confiance prédictive dans les protocoles de préservation translationnelle du poumon.
Développement de criblages et de tests
- Fournit des sorties quantitatives validées du débit cardiaque, soutenant la standardisation des dosages dans les protocoles EVLP.
- Permet une mise en place reproductible des conditions de perfusion pour le criblage en aval de composés ou d'interventions.
- Facilite l'évolutivité et la réutilisation de la plateforme en comparant plusieurs méthodes d'estimation du débit cardiaque.
Recherche translationnelle et préclinique
- Aligne les paramètres de perfusion avec des critères d'évaluation pertinents pour la maladie et la transplantation dans les modèles porcins.
- Assure une continuité du stade de découverte à la validation préclinique en standardisant les paramètres physiologiques mesurés.
- Réduit l'ambiguïté mécanistique dans les études sur la préservation et la récupération du poumon.
Intégration du pipeline et du flux de travail
Cette méthode ancre le flux de travail EVLP depuis la phase de découverte précoce jusqu'à la validation préclinique, fournissant une base pour l'identification de composés candidats et la recherche translationnelle en matière de préservation d'organes.
- Biologie de la découverte : Soutient la vérification d'hypothèses sur les effets du débit de perfusion sur la structure et la fonction pulmonaires.
- Essais de dépistage : Fournit des mesures reproductibles et quantitatives du débit cardiaque, garantissant la préparation des tests.
- Analytique : Permet la comparaison statistique des méthodes d'estimation, éclairant ainsi le choix et l'optimisation des protocoles.
- Recherche translationnelle : Relie les résultats précliniques aux stratégies cliniques de préservation pulmonaire en alignant les débits de perfusion sur leur pertinence physiologique.
- Réutilisation institutionnelle : Établit un protocole standardisé et réutilisable pour la détermination du débit cardiaque chez les modèles animaux de grande taille.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Accroît la confiance prédictive et réduit l'ambiguïté mécanistique dans les études de perfusion pulmonaire.
- Valeur opérationnelle : Améliore la reproductibilité et la standardisation entre les équipes de recherche et les études.
- Valeur stratégique : Éclaire les décisions de poursuite ou d'abandon concernant les protocoles de préservation pulmonaire et le développement technologique.
- Impact sur le portefeuille : Soutient la priorisation ajustée au risque des modèles précliniques et des investissements en recherche translationnelle.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Nécessite une expertise en cathétérisation chirurgicale et en surveillance physiologique sur des modèles animaux de grande taille.
- Exige un accès à des cathéters de thermodilution, à des transducteurs de pression et à une infrastructure analytique pour la gazométrie et l'analyse statistique.
- Implique une standardisation interéquipes des protocoles de mesure du débit cardiaque.
- Une adaptation peut être nécessaire selon les différents modèles animaux ou systèmes de perfusion.
- Les chercheurs doivent évaluer l'adéquation de la méthode en fonction des besoins spécifiques au protocole et des différences observées dans les mesures.
