Esplorazione di soluzioni alternative di perfusione utilizzando vettori di ossigeno polimerizzati a base di emoglobina di nuova generazione in un modello di perfusione polmonare ex vivo di ratto
14 giugno 2024
Qui, descriviamo l'applicazione di un vettore di ossigeno polimerizzato a base di emoglobina umana (PolyhHb) come perfusato e il protocollo in cui questa soluzione di perfusione può essere testata in un modello di perfusione polmonare ex vivo di ratto.
La perfusione polmonare ex vivo o EVLP consente una valutazione estesa dei polmoni del donatore. Esistono due soluzioni di perfusione, una acellulare e una cellulare. Questo studio descrive in dettaglio l'utilizzo di un'emoglobina umana polimerizzata o di un vettore di ossigeno a base di poli HB come perfusato nel protocollo per testare questa soluzione in un modello EVLP di ratto.
I recenti progressi nella perfusione d'organo ex vivo hanno permesso di espandere il pool di organi del donatore con una migliore funzione. Lavorare per prolungare i tempi di profusione normotermici con perfusi su misura consentirà ulteriori progressi in questo spazio. Le attuali tecniche di perfusione utilizzano perfusi cellulari o acellulari, ognuno con pro e contro.
La composizione della perfusione è fondamentale per il supporto metabolico, la riduzione dell'infiammazione e il mantenimento della pressione oncotica. Tuttavia, le soluzioni esistenti possono causare edema polmonare e danni. Pertanto, è necessario sviluppare nuove soluzioni di perfusione che prevengano danni eccessivi mantenendo una corretta omeostasi cellulare.
Un promettente vettore di ossigeno a base di emoglobina o HBOC è l'emoglobina umana polimerizzata sintetizzata da globuli rossi impacchettati espirati. Il nostro laboratorio ha sviluppato un poliHB di nuova generazione con specie a basso peso molecolare minime ed emoglobina priva di cellule. Questo ha mostrato caratteristiche biofisiche migliorate e ha ridotto la vasocostrizione, l'ipertensione e il danno ossidativo negli studi sugli animali.
Queste caratteristiche lo rendono un promettente candidato perfusato.
Panoramica
Questo studio descrive l'uso di un trasportatore di ossigeno a base di emoglobina umana polimerizzata (PolyHb) come soluzione perfusoria in un modello di perfusione polmonare ex vivo (EVLP) nel ratto. La ricerca ha lo scopo di migliorare la valutazione dei polmoni donatori e di affinare le tecniche di conservazione degli organi.
Componenti Chiave dello Studio
Area della Scienza
- Perfusione polmonare ex vivo
- Conservazione d'organo
- Trasportatori di ossigeno
Sfondo
- La perfusione polmonare ex vivo consente una valutazione prolungata dei polmoni donatori.
- Le attuali soluzioni di perfusione comprendono opzioni acellulari e cellulari.
- Le soluzioni a base di poliHb potrebbero migliorare la funzione polmonare durante la conservazione.
- I progressi nelle tecniche di perfusione possono ampliare la disponibilità di organi da donatore.
Scopo dello studio
- Testare un trasportatore di ossigeno a base di PolyHb in un modello di EVLP su ratto.
- Valutare l'efficacia di questa soluzione come perfusato.
- Esplorare il potenziale per estendere i tempi di perfusione normoterma.
Metodi Utilizzati
- Applicazione dell'PolyHb come soluzione di perfusione in un modello ratto.
- Confronto degli esiti con soluzioni di perfusione tradizionali.
- Valutazione della funzione polmonare dopo la perfusione.
- Valutazione dei tempi di perfusione e della vitalità dell'organo.
Risultati principali
- PolyHb ha dimostrato potenziali vantaggi rispetto alle soluzioni tradizionali.
- Sono stati osservati miglioramenti nei parametri della funzione polmonare.
- Tempi di perfusione prolungati sono stati ottenuti con PolyHb.
- I risultati supportano ulteriori ricerche su soluzioni di perfusione personalizzate.
Conclusioni
- I trasportatori di ossigeno a base di PolyHb possono migliorare la perfusione polmonare ex vivo.
- Sono necessari ulteriori studi per ottimizzare i protocolli di perfusione.
- Questa ricerca contribuisce al miglioramento delle tecniche di conservazione degli organi donatori.
Domande frequenti
Rilevanza Industriale del Progetto
I trasportatori di ossigeno basati su emoglobina polimerizzata di nuova generazione (PolyhHb) nei modelli di perfusione polmonare ex vivo (EVLP) affrontano un collo di bottiglia critico nella valutazione e conservazione dei polmoni da donatore. Permettendo una valutazione e un mantenimento più precisi dei polmoni marginali da donatore, queste soluzioni aumentano l'affidabilità predittiva nel momento cruciale della selezione dell'organo ed espandono il bacino di donatori idonei al trapianto. Questa innovazione ha un impatto diretto sulla continuità traslazionale e sul progresso adeguato al rischio nei percorsi di trapianto d'organo.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo in Biopharma
Scoperta Precoce e Validazione del Target
- Permette l'analisi meccanicistica delle prestazioni dei trasportatori di ossigeno nella conservazione degli organi.
- Supporta la riduzione del rischio biologico confrontando l'PolyhHb con i perfusati tradizionali in modelli controllati di EVLP.
- Facilita una valutazione predittiva affidabile dei flussi di lavoro per la valutazione della vitalità del polmone donatore.
Sviluppo di screening e saggi
- Stabilisce sistemi EVLP validati per il confronto quantitativo di formulazioni del perfusato.
- Standardizza parametri fisiologici come la resistenza vascolare polmonare e la compliance per analisi riproducibili.
- Consente una valutazione scalabile di nuovi trasportatori di ossigeno per studi traslazionali successivi.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Si allinea a modelli rilevanti per la malattia per la valutazione preclinica delle strategie di conservazione polmonare.
- Permette una continuità dalla ottimizzazione del perfusato nella fase di scoperta alla validazione preclinica in modelli di trapianto.
- Fornisce dati aggiustati per il rischio per lo sviluppo di nuovi perfusati verso la traduzione clinica.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
La valutazione del perfusato a base di poliHb in modelli di EVLP su ratto costituisce un ponte tra la scoperta iniziale, lo screening e la validazione preclinica all'interno del flusso di lavoro relativo alla conservazione degli organi e al trapianto.
- Biologia della scoperta: Consente la verifica di ipotesi sull'efficacia e sicurezza dei trasportatori di ossigeno nella conservazione degli organi.
- Screening: Fornisce output fisiologici quantitativi e riproducibili per confrontare diversi candidati come perfusati.
- Analisi: Offre misurazioni in tempo reale degli scambi gassosi, della resistenza vascolare e della compliance per decisioni basate sui dati.
- Ricerca traslazionale: Collega i risultati preclinici dell'EVLP ai requisiti dei modelli clinici di trapianto.
- Riutilizzo aziendale: Stabilisce una piattaforma EVLP riutilizzabile per lo sviluppo e la validazione iterativa dei perfusati.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Aumenta la fiducia predittiva nella valutazione del polmone donatore e riduce l'ambiguità meccanicistica nella selezione del perfusato.
- Valore operativo: Standardizza i protocolli di EVLP per garantire riproducibilità e scalabilità tra diversi gruppi di ricerca.
- Valore strategico: Migliora le decisioni di avanzamento o meno del perfusato e aumenta l'efficienza nell'uso del capitale nella ricerca e sviluppo sulla conservazione degli organi.
- Impatto sul portafoglio: Permette una priorizzazione adeguata ai rischi dei nuovi trasportatori di ossigeno per la traduzione clinica.
Considerazioni sull'implementazione
- Richiede competenze specifiche nella configurazione del modello EVLP e nell'acquisizione di dati fisiologici.
- Richiede l'accesso a strumentazione specializzata per la perfusione e a infrastrutture analitiche.
- Necessita di una standardizzazione condivisa tra i gruppi di lavoro per la preparazione del perfusato e per i protocolli di misurazione fisiologica.
- L'adattamento a diverse specie o sistemi organici potrebbe richiedere un'ottimizzazione del protocollo.
- Limitazioni potenziali includono risposte fisiologiche specifiche del modello e la scalabilità ai sistemi umani.
