בחינת פתרונות זילוח חלופיים באמצעות הדור הבא של נשאי חמצן פולימריים מבוססי המוגלובין במודל של זילוח ריאות Rat Ex Vivo
14 ביוני 2024
כאן, אנו מתארים את היישום של נשא חמצן פולימרי אנושי מבוסס המוגלובין אנושי (PolyhHb) כפרפוזט ואת הפרוטוקול שבו ניתן לבדוק תמיסת זילוח זו במודל של זילוח ריאות חולדה ex vivo .
זילוח ריאות Ex vivo או EVLP מאפשר הערכה מורחבת של ריאות תורם. ישנם שני פתרונות זילוח, אצלולרי וסלולרי. מחקר זה מפרט שימוש בהמוגלובין אנושי פולימרי או נשא חמצן מבוסס פולי HB כפרבוסט בפרוטוקול לבדיקת תמיסה זו במודל EVLP של חולדה.
ההתקדמות האחרונה בזילוח איברים ex vivo אפשרה להרחיב את מאגר האיברים התורמים עם תפקוד משופר. עבודה להארכת זמני השפע הנורמותרמיים עם פרפוזטים מותאמים תאפשר התקדמות נוספת במרחב זה. טכניקות הזילוח הנוכחיות משתמשות בפרפוזות תאיות או אצלולריות, שלכל אחת מהן יתרונות וחסרונות.
הרכב הזלוף חיוני לתמיכה מטבולית, הפחתת דלקת ושמירה על לחץ אונקוטי. עם זאת, הפתרונות הקיימים עלולים לגרום לבצקת ריאות ולנזק. לכן, יש צורך לפתח פתרונות זילוח חדשניים המונעים נזק מוגזם תוך שמירה על הומאוסטזיס תאי תקין.
נשא חמצן מבטיח מבוסס המוגלובין, או HBOC, הוא המוגלובין אנושי פולימרי המסונתז מתאי דם אדומים ארוזים שפג תוקפם. המעבדה שלנו פיתחה פולי HB מהדור הבא עם מינים בעלי משקל מולקולרי נמוך מינימלי והמוגלובין ללא תאים. זה הראה שיפור במאפיינים ביופיזיים והפחית את התכווצות כלי הדם, יתר לחץ דם ונזקי חמצון במחקרים בבעלי חיים.
מאפיינים אלה הופכים אותו למועמד מבטיח.
סקירה כללית
מחקר זה מפרט את השימוש בנשאי חמצן המבוססים על המוגלובין אנושי פולימרי (PolyHb) כנוזל פרפוזיה במודל של פרפוזיית ריאות ex vivo (EVLP) בחולדות. המחקר שואף לשפר את ההערכה של ריאות תורמים ולייעל את טכניקות שימור האיברים.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום המדע
- פרפוזיה של ריאות ex vivo
- שימור איברים
- נשאי חמצן
רקע
- פרפוזיה של ריאות ex vivo מאפשרת הערכה ממושכת של ריאות תורם.
- תמיסות פרפוזיה נוכחיות כוללות אפשרויות א-צלוליות ותאים.
- תמיסות המבוססות על PolyHb עשויות לשפר את תפקודי הריאה במהלך השימור.
- התקדמות בטכניקות פרפוזיה יכולה להרחיב את מאגר איברי התורמים.
מטרת המחקר
- בחינה של נשא חמצן המבוסס על PolyHb במודל EVLP בחולדה.
- הערכת היעילות של תמיסה זו כנוזל פרפוזיה.
- בדיקת הפוטנציאל להארכת זמני פרפוזיה נורמותורמית.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- יישום של PolyHb כסלקיה (perfusate) במודל חולדה.
- השוואת תוצאות מול תמיסות פרפוזיה מסורתיות.
- הערכה של תפקודי ריאה לאחר הפרפוזיה.
- בדיקת זמני פרפוזיה וחיוניות האיברים.
תוצאות עיקריות
- PolyHb הפגין יתרונות פוטנציאליים לעומת פתרונות מסורתיים.
- נצפו מדדי תפקוד ריאה משופרים.
- באמצעות PolyHb ניתן היה להשיג זמני פרפוזיה ממושכים יותר.
- הממצאים תומכים במחקר נוסף על פתרונות פרפוזיה מותאמים אישית.
מסקנות
- נשאי חמצן מבוססי PolyHb עשויים לשפר פרפוזיה של ריאות ex vivo.
- נדרשים מחקרים נוספים כדי למטב את פרוטוקולי הפרפוזיה.
- מחקר זה תורם לשיפור טכניקות של שימור איברי תורם.
שאלות נפוצות
רלוונטיות לתעשייה עבור מנהלים
נשאי חמצן מבוססי המוגלובין פולימרי מדור חדש (PolyhHb) במודלים של פרפוזיית ריאה חוץ-גופית (EVLP) נותנים מענה לבקבוק קריטי בהערכה ובשימור של ריאות תורם. באמצעות אפשור הערכה ותחזוקה מדויקים יותר של ריאות תורם גבוליות, פתרונות אלו תומכים בביטחון חיזוי בנקודת ההכרעה של בחירת האיבר ומרחיבים את מאגר התורמים המתאימים להשתלה. חדשנות זו משפיעה ישירות על הרצף התרגומי ועל קידום מותאם-סיכון בשרשראות האספקה של השתלות איברים.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביו-פרמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- מאפשר חקירה מכניסטית של ביצועי נשאי חמצן בשימור איברים.
- תומך בהפחתת סיכונים ביולוגיים על ידי השוואת PolyhHb למסלולי פרפוזיה מסורתיים במודלים מבוקרים של EVLP.
- מסייע בביסוס ביטחון חזוי בתהליכי הערכת חיות של ריאות תורם.
סריקה ופיתוח בדיקה (Assay)
- מקימה מערכות EVLP מתוקתקות להשוואה כמותית של פורמולציות של נוזלי פרפוזיה.
- ממספסת מדדים פיזיולוגיים, כגון התנגדות כלי דם ריאתיים וציות (compliance), לצורך סריקה הניתנת לשחזור.
- מאפשרת הערכה ניתנת להרחבה (scalable) של נשאי חמצן חדשניים עבור מחקרי תרגום המשכיים.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- תואם למודלים רלוונטיים למחלה לצורך הערכה פרה-קלינית של אסטרטגיות לשימור ריאות.
- תומך ברצף החל משלב אופטימיזציה של תמיסת הפרפוזיה בשלב הגילוי ועד לאימות פרה-קליני במודלים של השתלה.
- מספק נתונים מותאמי סיכון לקידום תמיסות פרפוזיה (perfusates) חדשניות לקראת יישום קליני.
שילוב תהליכי עבודה וצנרת עיבוד
בדיקת פרפוזאט המבוססת על PolyhHb במודלים של EVLP בחולדות מגשרת בין שלבי הגילוי המוקדמים, הסריקה והתיקוף הפרה-קליני בתוך זרימת העבודה של שימור והשתלת איברים.
- ביולוגיה של הגילוי: מאפשרת בדיקת השערות לגבי יעילות ובטיחות של נשאי חמצן בשימור איברים.
- סריקה: מספקת פלטים פיזיולוגיים כמותיים וניתנים לשחזור להשוואת מועמדים לתמיסות פרפוזיה.
- אנליטיקה: מספקת מדידות בזמן אמת של חילוף גזים, התנגדות כלי דם וגמישות (compliance) לצורך קבלת החלטות מבוססת נתונים.
- מחקר תרגומי: מקשר בין ממצאים פרה-קליניים של EVLP לדרישות של מודלים קליניים להשתלה.
- שימוש חוזר ארגוני: מכונן פלטפורמת EVLP הניתנת לשימוש חוזר לפיתוח ותיקוף איטרטיבי של תמיסות פרפוזיה.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החזוי בהערכת ריאות תורם ומפחית עמימות מכניסטית בבחירת נוזל הפרפוזיה.
- ערך תפעולי: סטנדרטיזציה של פרוטוקולי EVLP לצורך הדירות ויכולת הרחבה בין צוותי מחקר.
- ערך אסטרטגי: משפר החלטות לגבי המשך או הפסקת קידום נוזלי פרפוזיה ומגביר את היעילות ההונית במחקר ופיתוח של שימור איברים.
- השפעה על הפורטפוליו: מאפשר תיעדוף מותאם סיכונים של נשאי חמצן חדשניים לצורך טרנסלציה קלינית.
שיקולי יישום
- נדרשת מומחיות בהקמת מודל EVLP וברכישת נתונים פיזיולוגיים.
- נדרשת גישה למכשור פרפוזיה ייעודי ולתשתית אנליטית.
- נדרשת סטנדרטיזציה בין-צוותית של הכנת נוזל הפרפוזיה ופרוטוקולי המדידה הפיזיולוגית.
- התאמה בין מינים או מערכות איברים עשויה לדרוש אופטימיזציה של הפרוטוקול.
- מגבלות פוטנציאליות כוללות תגובות פיזיולוגיות ספציפיות למודל ויכולת הרחבה (scalability) למערכות אנושיות.
