שימוש במודל חזירון לחקר נוירוטוקסיות התפתחותית בהרדמה (AIDN): גישה נוירו-מדעית טרנסציונית
11 ביוני 2017
מחקר נוירוטוקסיטי (AIDN) התפתחותי של חומר הרדמה (AIDN) מתמקד במכרסמים, שאינם חלים באופן נרחב על בני אדם. מודלים שאינם פרימאטים אנושיים הם רלוונטיים יותר, אבל הם עלות אוסרני וקשה לשימוש לצורך ניסויים. חזירון, לעומת זאת, הוא אידיאלי מבחינה קלינית, מעשית מודל חייתי אידיאלי לחקר neurotoxicity הרדמה.
המטרה הכוללת של הליך ניסיוני זה היא להעריך את ההשפעות של חומרי הרדמה על מוח היילוד במודל חזרזיר תרגומי רלוונטי מבחינה קלינית. שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בתחום הנוירוטוקסיות הנגרמת על ידי הרדמה, כגון כיצד מתרחשת רעילות והשינויים ההתפתחותיים הנלווים לרעילות כזו. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שהיא מספקת מודל בעלי חיים רלוונטי לתרגום לחקר נוירוטוקסיות התפתחותית הנגרמת על ידי הרדמה שבה נשמר הומאוסטזיס פיזיולוגי לאורך כל הניסויים.
במהלך השראת ההרדמה ולאורך כל ההליך, יש לעקוב אחר הדברים הבאים: אוקסימטריית דופק, לחץ דם לא פולשני, אלקטרוקרדיוגרפיה וטמפרטורה. השלב הקריטי ביותר במהלך הליך זה הוא שמירה על הומאוסטזיס פיזיולוגי. זה כולל ניטור, ניהול טמפרטורה, אוורור מכני וניתוח כימיה בדם.
כדי להכין את החזרזיר לניתוח, הנח תחילה קטטר תוך ורידי היקפי בגודל 24 בווריד האוזן השולית. מחממים את החזרזיר באוויר מאולץ מחומם. עקוב אחר הטמפרטורה שלו באמצעות מדחום רקטלי והחדיר באופן רציף דקסטרוז המכיל נוזל איזוטוני בקצב תחזוקה.
לאחר מכן הכניסו את החזרזיר למצב שכיבה גבי לאינטובציה של קנה הנשימה. לאחר מכן, רססו את מיתרי הקול ב-0.5 מיליליטר של לידוקאין 2% כדי למנוע עוויתות במהלך האינטובציה ולאחר מכן קדמו צינור קנה נשימה אזוק של שלושה מילימטרים לקנה הנשימה. אבטח את הצינור ולאחר מכן בדוק אם יש קולות נשימה דו-צדדיים באמצעות האזנה לחזה עם סטטוסקופ ובדוק אם יש פחמן דו חמצני מתמשך בסוף הגאות.
לאחר מכן, מרחו משחת עיניים על העיניים. רגע לפני תחילת הניתוח, יש לתת אנטיביוטיקה רחבת טווח דרך הקו התוך-ורידי ההיקפי כדי למנוע זיהום באתר הניתוח. כעת, עקרו את שתי המפשעות באמצעות לפחות שני קרצוף עם כלורהקסידין כדי להבטיח שדה סטרילי תקין.
בקש מצוות המנתחים לחבוש כובעים, מסכות, כפפות והגנה על העיניים. ואז לעטוף את החיה. כדי להתחיל, משש את דופק הירך בקמט המפשעה.
ואז בעזרת אזמל, בצע חתך קרניוקאודלי שטחי של 1.5 סנטימטר. לאחר מכן, בצע דיסקציה קהה בין שני ראשי שריר הגרציליס. כעת, אתר את הצרור העצבי וסקולרי של עצם הירך.
הוא נמצא בדרך כלל בין שני השרירים. ואז בעזרת לולאות כלי דם או קשרי משי, בודדו את העורק בקצה הפרוקסימלי והדיסטלי. לאחר מכן, באמצעות הלולאה בקצה הפרוקסימלי, משוך את העורק עד לגובה העור באופן דיסטלי והניח מתיחה על העניבה הפרוקסימלית כדי להפריע לזרימת הדם.
תוך שמירה על המתיחה, השתמש במספריים לטנוטומיה כדי ליצור כריתת עורקים קטנה. לאחר מכן קדם את הקטטר או צינור הפוליאתילן ישירות לתוך הכלי. יש להקפיד על החזרת דם באופן מיידי.
כעת, חבר ואבטח מיד קטטר המחובר למתמר לחץ. לאחר מכן יש לכסות את החתך שהושלם בגזה סטרילית ולשטוף את הקטטר במי מלח רגילים. לאורך כל החשיפה להרדמה, עקוב אחר הסימנים החיוניים של החזרזיר.
חפש הפרעות שעלולות להצביע על תת לחץ דם, הפרעות קצב, היפו או היפרתרמיה, או היפוקסיה. לפחות פעם בשעה במהלך הניסוי, קחו דגימת דם עורקי מצנתר עורק הירך. לאחר מכן השתמש במערכת ניתוח אוטומטית כדי לאסוף ערכי דם מהדגימה.
לאחר חשיפה מספקת להרדמה, הסר את קטטר עורק הירך וקשר בזהירות את תפר המשי הפרוקסימלי של כלי הדם כדי לחסום לצמיתות את עורק הירך ולמנוע דימום. לאחר מכן, השקו את החתך עם 10 עד 20 מיליליטר מי מלח כדי לסייע במניעת זיהום. לאחר אישור המוסטזיס מלא, סגור את החתך באמצעות תפר משי 3-0 בתבנית קטועה פשוטה.
כעת, הסתננו לפצע עם בופיבקאין ואפינפרין לשליטה בכאב. לאחר מכן מצפים את החתך בדבק עור כירורגי סטרילי, מפסיקים את ההרדמה ומאפשרים לחזרזיר להתעורר. נחקרו 40 חזרזירים זכרים.
בין קבוצת הביקורת לקבוצת הניסוי לא היה הבדל משמעותי ביחס לגיל או למשקל. כולם היו במעקב מקיף במהלך ההליך וכולם סבלו אותו היטב. ערכי המעבדה הממוצעים במהלך הניסוי בקבוצת האיזופלורן ממחישים את העקביות הפנימית ואת יכולת השחזור של ההליך.
העקביות נצפתה בטווח של שנתיים עם הנתונים שנאספו ממפעילים שונים. לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין היטב כיצד להשתמש במודל חזרזיר תרגומי מתאים מבחינה פיזיולוגית כדי לענות כמעט על כל שאלת מחקר ילדים פרה-קלינית. אל תשכח שעבודה עם חומרי הרדמה עלולה להיות מסוכנת ותמיד יש לנקוט באמצעי זהירות כגון ניקוי גז הרדמה מתאים בעת ביצוע הליך זה.
סקירה כללית
מחקר זה בוחן את השפעותיהם של חומרי הרדמה על המוח של יילודים באמצעות מודל חזירים הרלוונטי מבחינה קלינית. מטרת המחקר היא להבין נוירוטוקסיות התפתחותית המושרית על ידי הרדמה ואת השלכותיה על הרדמה פדיאטרית.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום מדע
- מדעי המוח
- ביולוגיה התפתחותית
- אלחוש
רקע
- מחקרים קודמים על נוירוטוקסיות המושרית על ידי הרדמה התמקדו בעיקר במודלים של מכרסמים.
- מודלים של פרימטים שאינם בני אדם הם רלוונטיים, אך יקרים ומאתגרים לשימוש.
- גור חזיר משמש כמודל מעשי ורלוונטי קלינית לחקר נוירוטוקסיות של חומרי הרדמה.
- שמירה על הומאוסטזיס פיזיולוגי היא קריטית במהלך הניסוי.
מטרת המחקר
- להערכת השפעותיהם של חומרי הרדמה על המוח של היילוד.
- לבחינת מנגנוני הרעילות ושינויי ההתפתחות הנלווים להם.
- לביסוס מודל מהימן למחקר פדיאטרי פרה-קליני.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- ניטור סימנים חיוניים, כולל מדידת סטורציית חמצן (pulse oximetry), לחץ דם וטמפרטורה.
- השראת הרדמה וביצוע פרוצדורות כירורגיות בגורי חזיר.
- איסוף דגימות דם עורקיות לצורך אנליזה במהלך הניסוי.
- הבטחת הומאוסטזיס פיזיולוגי לאורך הפרוצדורה.
תוצאות עיקריות
- 40 גורי חזיר זכרים נבחנו, ללא הבדלים משמעותיים בגיל או במשקל בין הקבוצות.
- כל הנבדקים סבלו את הפרוצדורה היטב, דבר המדגים את מהימנות המודל.
- הנתונים הראו עקביות פנימית ויכולת שחזור לאורך שנתיים.
- הניטור לא העלה השפעות לוואי משמעותיות במהלך החשיפה לאלחוש.
מסקנות
- מודל חזיר הצעיר יעיל לחקר נוירוטוקסיות התפתחותית המושרית על ידי הרדמה.
- הממצאים תורמים להבנת הבטיחות של הרדמה פדיאטרית.
- מחקרים עתידיים יכולים להשתמש במודל זה כדי לענות על שאלות קריטיות בתחום.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למסמך מנהלים
מודל הגורי חזיר מספק מערכת רלוונטית תרגומית להערכת נוירוטוקסיות התפתחותית המושרית על ידי חומרי הרדמה, ובכך נותן מענה לפער קריטי בהערכת בטיחות פדיאטרית פרה-קלינית. באמצעות שמירה על הומיאוסטזיס פיזיולוגי לאורך כל הניסוי, המודל מאפשר בחינה מכניסטית מהימנה של השפעות חומרי ההרדמה על המוח המתפתח. דבר זה תומך בהפחתת סיכונים חזויה בשלבי הגילוי המוקדמים על ידי הבהרת מסלולים ביולוגיים הקשורים לתוצאות נוירו-התפתחותיות, ומספק מידע לקבלת החלטות של המשך או הפסקת פיתוח (go/no-go) בקווי ייצור של תרכובות הפעילות במערכת העצבים המרכזית (CNS).
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- ערך מדעי: מאפשר בדיקה של היפותזות טיפוליות בנוגע למנגנוני נוירוטוקסיות של חומרי הרדמה במערכת המתאימה לשלב ההתפתחותי.
- ערך תפעולי: תומך בתיקוף תפקודי של מטרות באמצעות ניטור עקבי של פרמטרים פיזיולוגיים בין קבוצות ניסוי.
- ערך חיזוי: מגביר את הביטחון בבחירת המטרה על ידי מידול תגובות התפתחותיות-עצביות הרלוונטיות לבני אדם לחשיפה לחומרי הרדמה.
סריקה ופיתוח בדיקה (Assay)
- ערך מדעי: הכנת מערכות ביולוגיות מתוקפות לצורך סטנדרטיזציה של בדיקות המשך באמצעות דגימת דם עורקי וניטור סימנים חיוניים.
- ערך תפעולי: הבטחת הדירות (reproducibility) של הבדיקה באמצעות פרוטוקולים סטנדרטיים של קטטרז עורק הפמור וייצוב המודינמי.
- יכולת הרחבה: מאפשרת שימוש חוזר בפלטפורמה עבור תרכובות הרדמה שונות הודות לביצוע פרוצדורלי עקבי לאורך מספר שנים ומספר מפעילים.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- ערך מדעי: מספק התאמה מערכתית רלוונטית למחלה על ידי שיקוף של פיזיולוגיה ולוחות זמנים התפתחותיים של רך新生 אנושי.
- ערך תפעולי: מאפשר המשכיות תרגומית משלב הגילוי ועד לתיקוף פרה-קליני באמצעות חשיפה עקבית להרדמה ופרוטוקולי התאוששות.
- הפחתת סיכונים: תומך בהחלטות קידום מותאמות סיכון על ידי זיהוי מוקדם של אותות נוירו-התפתחותיים ברצף הגילוי.
שילוב תהליכי עבודה וצנרת עיבוד (Pipeline)
השיטה משתלבת בתהליכי גילוי מוקדמים על ידי כך שהיא מאפשרת בדיקת השערות של תרכובות הרדמה במודל ניאונטלי יציב פיזיולוגית, ובכך תומכת ישירות בזיהוי מועמדים מובילים (lead identification) באמצעות הפחתת סיכונים מכניסטיים.
- ביולוגיה של גילוי: תומכת בהבהרת מסלולים ובהפחתת סיכונים ביולוגיים על ידי שמירה על תנאי הומאוסטזיס במהלך חשיפה לחומר אלחוש, כדי לבודד השפעות ספציפיות של תרכובות.
- סריקה: מאפשרת מוכנות לבדיקה באמצעות גישה וסקולרית אמינה וניטור סימנים חיוניים בזמן אמת, המאפשרים הערכה כמותית של תרכובות.
- אנליטיקה: מייצרת פלטים מדידים הכוללים כימיה של דם עורקי, טמפרטורה ונתונים המודינמיים להשוואה בין תנאים שונים.
- מחקר תרגומי: מקשר לרציפות פרה-קלינית באמצעות פרוטוקולי התאוששות וניהול פצעים המשקפים טיפול קליני לאחר ניתוח.
- שימוש חוזר ארגוני: מבססת יכולת ניתנת לשימוש חוזר להערכת בטיחות של ה-CNS בזכות עקביות פרוצדורלית והדירות שאינה תלויה במפעיל.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: ביטחון חיזוי בתיקוף המטרה באמצעות הפחתת העמימות המכניסטית במסלולים של התפתחות נוירולוגית.
- ערך תפעולי: סטנדרטיזציה והדירות באמצעות ניטור פרוטוקולרי, בקרת טמפרטורה ודגימות דם.
- ערך אסטרטגי: שיפור בקבלת החלטות לגבי המשך הפיתוח (go/no-go) על ידי הפחתת סיכון ביולוגי בשלבים מאוחרים בפיתוח חומרי הרדמה פדיאטריים.
- השפעה על הפורטפוליו: תיעדוף מותאם-סיכון של תרכובות על בסיס פרופילי בטיחות של התפתחות נוירולוגית הנגזרים ממודלים הניתנים לתרגום לקליניקה.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות בהרדמה פדיאטרית ובטכניקות ניתוח ניאונטליות עבור גישה כלי דם ואינטובציה.
- תלוי במיכשור להעברת לחץ עורקי, ניתוח גזי דם וויסות טמפרטורה.
- מחייב סטנדרטיזציה בין-צוותית של פרוטוקולי ניטור וספיגת גזי הרדמה להבטחת שלמות הנתונים.
- כולל שיקולי התאמה בעת ביצוע אקסטרפולציה של לוחות זמנים להתפתחות נוירולוגית של חזירים תינוקות לתינוקות בני אדם.
- מוגבל על ידי הצורך במתקני ניתוח אספטיים ובצוות מיומן לשמירה על יציבות פיזיולוגית לאורך חשיפה ממושכת להרדמה.
