Determinazione della gittata cardiaca in un modello suino per la perfusione polmonare ex vivo
28 giugno 2024
Questo protocollo descrive la tecnica chirurgica utilizzata per il posizionamento di un catetere di termodiluizione attraverso la vena giugulare nei suini per stimare la gittata cardiaca e garantire un'adeguata perfusione polmonare durante la perfusione polmonare ex vivo (EVLP).
Questo studio è stato condotto per verificare se il calcolo della gittata cardiaca con il metodo della lesione termica nei suini ci consente di ottenere valori uguali a quelli ottenuti con le altre tecniche per stabilire il flusso di perfusione adeguato durante la perfusione polmonare ex vivo o EVLP in modelli animali sperimentali. Una delle sfide è lo sviluppo di soluzioni e tecnologie nuove e a basso costo per l'esecuzione dell'EVLP, che consentirebbero il recupero dei polmoni che in circostanze normali potrebbero essere scartati per un trapianto di polmone, oltre a consentire una conservazione polmonare prolungata. Valutazione dei cambiamenti strutturali e molecolari che sono presenti nel tessuto polmonare dopo una prolungata conservazione a EVLP con diverso flusso di perfusione.
Tra le nuove questioni scientifiche che i nostri risultati hanno aperto c'è quella di valutare quali cambiamenti polmonari, strutturali, fisiologici e molecolari possono verificarsi dopo EVLP utilizzando il flusso di perfusione della gittata cardiaca ottenuto mediante eluizione termica, regolato dal peso della superficie corporea e il metallo fisso. Negli studi futuri, il nostro laboratorio si concentrerà sulla valutazione di come i diversi flussi di perfusione influenzano l'endotelio polmonare durante l'EVLP, con l'obiettivo di aumentare il recupero polmonare e migliorare la conservazione per il trapianto.
Panoramica
Questo protocollo descrive una tecnica chirurgica per posizionare un catetere a termodiluizione attraverso la vena giugulare nei suini. Questo metodo viene utilizzato per stimare la gittata cardiaca e garantire un'adeguata perfusione polmonare durante la perfusione polmonare ex vivo (EVLP).
Componenti Chiave dello Studio
Area della Scienza
- Stima della gittata cardiaca
- Perfusione polmonare ex vivo
- Tecniche chirurgiche nei modelli animali
Sfondo
- Importanza di un'adeguata perfusione polmonare per il trapianto di polmone.
- Sfide nello sviluppo di soluzioni a basso costo per la EVLP.
- Necessità di tecniche prolungate di conservazione polmonare.
- Valutazione dei cambiamenti strutturali e molecolari nel tessuto polmonare dopo la EVLP.
Scopo dello studio
- Determinare se il metodo della lesione termica per il calcolo della portata cardiaca fornisce valori confrontabili con quelli ottenuti mediante altre tecniche.
- Valutare gli effetti di diversi flussi di perfusione sul recupero polmonare.
- Esplorare i cambiamenti fisiologici e molecolari nei polmoni durante la EVLP.
Metodi Utilizzati
- Posizionamento di un catetere a termodiluizione attraverso la vena giugulare.
- Calcolo della portata cardiaca corretta per superficie corporea e peso.
- Utilizzo di eparina diluita in soluzioni di cloruro di sodio.
- Valutazione del tessuto polmonare post-EVLP per modificazioni strutturali e molecolari.
Risultati principali
- Confronto dei valori di gittata cardiaca ottenuti mediante il metodo della lesione termica e altre tecniche.
- Informazioni sui processi di conservazione e recupero del polmone.
- Individuazione di modifiche nell'endotelio polmonare dovute a flussi di perfusione variabili.
- Stabilimento di una base per futuri studi sull'EVLP.
Conclusioni
- Il metodo della lesione termica è un'opzione praticabile per stimare la portata cardiaca nell'EVLP.
- Sono necessarie ulteriori ricerche per ottimizzare i flussi di perfusione nel recupero polmonare.
- Comprendere i cambiamenti molecolari può migliorare le tecniche di conservazione del polmone.
Domande frequenti
Rilevanza Industriale del Metodo
La misurazione accurata della gittata cardiaca nei modelli di EVLP su suino è fondamentale per stabilire flussi di perfusione fisiologicamente rilevanti, influenzando direttamente il valore predittivo degli studi preclinici sulla conservazione e trapianto polmonare. Il confronto tra i metodi di termodiluzione, superficie corporea (BSA), peso e Fick affronta un punto critico nella ricerca traslazionale, sostenendo una valida conferma degli obiettivi e una riduzione dei rischi meccanicistici negli interventi polmonari. La standardizzazione della stima della gittata cardiaca migliora la riproducibilità e orienta le decisioni di avanzamento corrette per il rischio nelle filiere di conservazione degli organi.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo in Biopharma
Scoperta Precoce e Convalida del Target
- Permette un'analisi rigorosa dei parametri di perfusione per la valutazione funzionale del polmone in modelli preclinici.
- Supporta la riduzione del rischio biologico chiarificando l'impatto delle portate sulle condizioni di vitalità tissutale e sugli endpoint molecolari.
- Facilita la previsione affidabile dei protocolli traslazionali di conservazione del polmone.
Sviluppo di screening e saggi
- Fornisce output quantitativi validati per la gittata cardiaca, supportando la standardizzazione degli assay nei flussi di lavoro EVLP.
- Consente l'allestimento riproducibile delle condizioni di perfusione per lo screening di composti o interventi successivi.
- Supporta la scalabilità e il riutilizzo della piattaforma confrontando diversi metodi di stima della gittata cardiaca.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Allinea i parametri di perfusione a endpoint rilevanti per la malattia e per il trapianto nei modelli suini.
- Garantisce continuità dalla fase di scoperta fino alla validazione preclinica, standardizzando le risposte fisiologiche.
- Riduce l'ambiguità meccanicistica negli studi sulla conservazione e recupero del polmone.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
Questo metodo costituisce un punto di riferimento per il flusso di lavoro EVLP, dalla fase iniziale di scoperta fino alla validazione preclinica, fornendo una base per l'identificazione di composti promettenti e la ricerca traslazionale nella conservazione degli organi.
- Biologia della scoperta: Supporta la verifica di ipotesi sugli effetti del flusso di perfusione sulla struttura e funzione polmonare.
- Screening: Fornisce misurazioni quantitative e riproducibili della gittata cardiaca per la prontezza del saggio.
- Analisi: Permette il confronto statistico tra metodi di stima, guidando la selezione e l'ottimizzazione dei protocolli.
- Ricerca traslazionale: Collega i risultati preclinici alle strategie cliniche di conservazione polmonare, allineando i flussi di perfusione con la rilevanza fisiologica.
- Riutilizzo aziendale: Stabilisce un protocollo standardizzato e riutilizzabile per la determinazione della gittata cardiaca in modelli animali di grandi dimensioni.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Aumenta la fiducia predittiva e riduce l'ambiguità meccanicistica negli studi sulla perfusione polmonare.
- Valore operativo: Migliora la riproducibilità e la standardizzazione tra gruppi di ricerca e studi.
- Valore strategico: Fornisce indicazioni per decisioni di avanzamento o interruzione nei protocolli di conservazione polmonare e nello sviluppo tecnologico.
- Impatto sul portafoglio: Sostiene la priorizzazione basata sul rischio nei modelli preclinici e negli investimenti per la ricerca traslazionale.
Considerazioni per l'Implementazione
- Richiede competenze specifiche nella cateterizzazione chirurgica e nel monitoraggio fisiologico in modelli animali di grandi dimensioni.
- Richiede l'accesso a cateteri a termodiluizione, trasduttori di pressione e infrastrutture analitiche per la gasometria e l'analisi statistica.
- Necessita di una standardizzazione intersettoriale dei protocolli di misurazione della gittata cardiaca.
- Potrebbe essere necessaria un'adattamento per diversi modelli animali o sistemi di perfusione.
- È compito degli sperimentatori valutare l'idoneità del metodo in base alle esigenze specifiche del protocollo e alle differenze osservate nelle misurazioni.
