Explorando soluções alternativas de perfusão usando transportadores de oxigênio à base de hemoglobina polimerizada de última geração em um modelo de perfusão pulmonar ex vivo de rato
14 de junho de 2024
Aqui, descrevemos a aplicação de um carreador de oxigênio à base de hemoglobina humana polimerizada (PolyhHb) como perfusato e o protocolo em que essa solução de perfusão pode ser testada em um modelo de perfusão pulmonar ex vivo de rato.
A perfusão pulmonar ex vivo ou EVLP permite uma avaliação estendida dos pulmões do doador. Existem duas soluções de perfusão, uma acelular e celular. Este estudo detalha o uso de uma hemoglobina humana polimerizada ou um transportador de oxigênio à base de poli HB como perfusato no protocolo para testar esta solução em um modelo de EVLP de rato.
Os recentes avanços na perfusão ex vivo de órgãos permitiram expandir o pool de órgãos de doadores com função aprimorada. Trabalhar para estender os tempos de profusão normotérmica com perfusados personalizados permitirá novos avanços neste espaço. As técnicas de perfusão atuais usam perfusatos celulares ou acelulares, cada um com prós e contras.
A composição da perfusão é crucial para o suporte metabólico, reduzindo a inflamação e mantendo a pressão oncótica. No entanto, as soluções existentes podem causar edema pulmonar e danos. Assim, é necessário desenvolver novas soluções de perfusão que evitem danos excessivos, mantendo a homeostase celular adequada.
Um promissor transportador de oxigênio à base de hemoglobina ou HBOC é a hemoglobina humana polimerizada sintetizada a partir de glóbulos vermelhos expirados. Nosso laboratório desenvolveu um poli HB de próxima geração com espécies mínimas de baixo peso molecular e hemoglobina livre de células. Isso mostrou características biofísicas melhoradas e reduziu a vasoconstrição, hipertensão e dano oxidativo em estudos com animais.
Essas características o tornam um candidato promissor para perfusate.
Visão Geral
Este estudo detalha o uso de um transportador de oxigênio baseado em hemoglobina humana polimerizada (PolyHb) como perfusato em um modelo de perfusão pulmonar ex vivo (EVLP) em ratos. A pesquisa tem como objetivo aprimorar a avaliação dos pulmões doadores e melhorar as técnicas de preservação de órgãos.
Componentes Principais do Estudo
Área da Ciência
- Perfusão pulmonar ex vivo
- Preservação de órgãos
- Transportadores de oxigênio
Antecedentes
- A perfusão pulmonar ex vivo permite a avaliação prolongada de pulmões doadores.
- As soluções de perfusão atuais incluem opções acelulares e celulares.
- Soluções baseadas em poliHb podem melhorar a função pulmonar durante a preservação.
- Avanços nas técnicas de perfusão podem expandir o pool de órgãos doadores.
Objetivo do Estudo
- Testar um transportador de oxigênio baseado em PoliHb em um modelo de EVLP em rato.
- Avaliar a eficácia dessa solução como perfusato.
- Explorar o potencial de prolongar os tempos de perfusão normotérmica.
Métodos Utilizados
- Aplicação de PolyHb como perfusato em um modelo de rato.
- Comparação dos resultados com soluções de perfusão tradicionais.
- Avaliação da função pulmonar após a perfusão.
- Avaliação dos tempos de perfusão e da viabilidade do órgão.
Resultados Principais
- O PolyHb demonstrou vantagens potenciais em comparação com soluções tradicionais.
- Foram observadas melhorias nas métricas da função pulmonar.
- Tempos prolongados de perfusão foram alcançáveis com o PolyHb.
- Os achados apoiam pesquisas futuras sobre soluções de perfusão personalizadas.
Conclusões
- Os transportadores de oxigênio baseados em PolyHb podem aprimorar a perfusão pulmonar ex vivo.
- São necessários estudos adicionais para otimizar os protocolos de perfusão.
- Esta pesquisa contribui para o aperfeiçoamento das técnicas de preservação de órgãos doadores.
Perguntas Frequentes
Relevância Executiva para a Indústria
Os transportadores de oxigênio baseados em hemoglobina polimerizada de nova geração (PolyhHb) em modelos de perfusão pulmonar ex vivo (EVLP) abordam um gargalo crítico na avaliação e preservação de pulmões doadores. Ao permitir uma avaliação e manutenção mais precisa de pulmões doadores marginais, essas soluções reforçam a confiança preditiva no ponto crítico de seleção de órgãos e ampliam o pool de doadores transplantáveis. Essa inovação impacta diretamente a continuidade translacional e o avanço ajustado ao risco nos processos de transplante de órgãos.
Aplicações Estratégicas em P&D de Biotecnologia e Farmacêuticos
Descoberta Inicial e Validação de Alvos
- Permite a investigação mecanicista do desempenho de transportadores de oxigênio na preservação de órgãos.
- Apoia a redução de riscos biológicos ao comparar o poliHbF com perfusatos tradicionais em modelos controlados de EVLP.
- Facilita a confiança preditiva nos fluxos de trabalho de avaliação da viabilidade de pulmões doadores.
Triagem e Desenvolvimento de Ensaios
- Estabelece sistemas validados de EVLP para comparação quantitativa de formulações de perfusato.
- Padroniza parâmetros fisiológicos, como resistência vascular pulmonar e complacência, para triagem reprodutível.
- Permite avaliação escalonável de novos transportadores de oxigênio para estudos translacionais subsequentes.
Pesquisa Translacional e Pré-clínica
- Alinha-se com modelos relevantes para doenças na avaliação pré-clínica de estratégias de preservação pulmonar.
- Permite a continuidade da otimização de perfusatos em fase de descoberta até a validação pré-clínica em modelos de transplante.
- Fornece dados ajustados ao risco para avançar perfusatos inovadores rumo à translação clínica.
Integração de Pipeline e Fluxo de Trabalho
A avaliação do perfusato baseado em poliHb em modelos de EVLP em ratos integra a descoberta inicial, triagem e validação pré-clínica no fluxo de trabalho de preservação e transplante de órgãos.
- Biologia do Descobrimento: Permite testar hipóteses sobre a eficácia e segurança de transportadores de oxigênio na preservação de órgãos.
- Triagem: Fornece resultados fisiológicos quantitativos e reprodutíveis para comparar candidatos a perfusatos.
- Análise: Fornece medições em tempo real de trocas gasosas, resistência vascular e complacência para tomada de decisões baseada em dados.
- Pesquisa Translacional: Conecta achados pré-clínicos de PEVLP às exigências dos modelos clínicos de transplante.
- Reutilização Institucional: Estabelece uma plataforma de PEVLP reutilizável para o desenvolvimento e validação iterativos de perfusatos.
Impacto Operacional e Empresarial
- Valor Científico: Aumenta a confiança preditiva na avaliação de pulmões doadores e reduz a ambiguidade mecanicista na seleção de perfusatos.
- Valor Operacional: Padroniza protocolos de EVLP para garantir reprodutibilidade e escalabilidade entre equipes de pesquisa.
- Valor Estratégico: Melhora as decisões de avanço ou interrupção do desenvolvimento de perfusatos e aumenta a eficiência do capital em pesquisas e desenvolvimento de preservação de órgãos.
- Impacto sobre o Portfólio: Permite a priorização ajustada ao risco de novos transportadores de oxigênio para tradução clínica.
Considerações sobre a Implementação
- Exige experiência na configuração do modelo EVLP e na aquisição de dados fisiológicos.
- Requer acesso a instrumentação especializada de perfusão e infraestrutura analítica.
- Necessita padronização entre equipes nos protocolos de preparo do perfusato e de mensuração fisiológica.
- A adaptação entre espécies ou sistemas orgânicos pode exigir otimização do protocolo.
- Limitações potenciais incluem respostas fisiológicas específicas do modelo e escalabilidade para sistemas humanos.
