Изучение альтернативных перфузионных решений с использованием полимеризованных носителей кислорода на основе гемоглобина нового поколения в модели перфузии легких Ex vivo крыс ex vivo
14 июня 2024 г.
В данной статье мы описываем применение в качестве перфузата кислородного носителя на основе полимеризованного гемоглобина человека (PolyhHb) и протокол, в котором этот перфузионный раствор может быть протестирован на модели перфузии легких ex vivo крыс.
Перфузия легких ex vivo или ЭВЛП позволяет провести расширенную оценку донорских легких. Существует два перфузионных раствора, бесклеточный и клеточный. В этом исследовании подробно описано использование полимеризованного человеческого гемоглобина или кислородного носителя на основе поли-HB в качестве перфузата в протоколе тестирования этого раствора на модели EVLP крысы.
Последние достижения в области перфузии органов ex vivo позволили расширить пул донорских органов с улучшенной функцией. Работа над увеличением времени нормотермического изобилия с помощью специализированных перфузатов позволит добиться дальнейшего прогресса в этой области. В современных методах перфузии используются клеточные или бесклеточные перфузии, каждая из которых имеет свои плюсы и минусы.
Перфузионный состав имеет решающее значение для метаболической поддержки, уменьшения воспаления и поддержания онкотического давления. Однако существующие решения могут вызвать отек легких и их повреждение. Таким образом, необходимо разработать новые решения для перфузии, которые предотвращают чрезмерное повреждение при сохранении надлежащего клеточного гомеостаза.
Перспективный переносчик кислорода на основе гемоглобина или HBOC представляет собой полимеризованный гемоглобин человека, синтезированный из просроченных эритроцитов. Наша лаборатория разработала поли-HB нового поколения с минимальным количеством низкомолекулярных форм и бесклеточным гемоглобином. Это показало улучшение биофизических характеристик и снижение вазоконстрикции, гипертензии и окислительного повреждения в исследованиях на животных.
Эти характеристики делают его перспективным кандидатом на перфузат.
Обзор
В данном исследовании подробно описывается использование полимеризованного человеческого гемоглобина (PolyHb) в качестве кислородносного переносчика в качестве перфузата в модели экс-виво перфузии легких крыс (EVLP). Исследование направлено на улучшение оценки доноров легких и совершенствование методов сохранения органов.
Ключевые компоненты исследования
Область науки
- Экс-виво перфузия легких
- Сохранение органов
- Кислородные переносчики
Предыстория
- Экс-виво перфузия легких позволяет проводить продолжительную оценку доноров легких.
- Существующие перфузионные растворы включают бесклеточные и клеточные варианты.
- Растворы на основе PolyHb могут улучшить функцию легких во время сохранения.
- Усовершенствование методов перфузии может расширить пул донорских органов.
Цель исследования
- Проверить переносчик кислорода на основе PolyHb в модели EVLP крыс.
- Оценить эффективность этого раствора в качестве перфузата.
- Исследовать потенциал продления нормотермических перфузионных времен.
Используемые методы
- Применение PolyHb в качестве перфузата в модели крыс.
- Сравнение результатов с традиционными перфузионными растворами.
- Оценка функции легких после перфузии.
- Оценка времени перфузии и жизнеспособности органов.
Основные результаты
- PolyHb продемонстрировал потенциальные преимущества перед традиционными растворами.
- Были замечены улучшения показателей функции легких.
- Продление времени перфузии было возможным с использованием PolyHb.
- Результаты подтверждают необходимость дальнейших исследований направленных на совершенствование перфузионных растворов.
Выводы
- Кислородные переносчики на основе PolyHb могут улучшить экс-виво перфузию легких.
- Необходимы дополнительные исследования для оптимизации протоколов перфузии.
- Это исследование вносит вклад в улучшение методов сохранения донорских органов.
Часто задаваемые вопросы
Executive Industry Relevance
Next-generation polymerized hemoglobin-based oxygen carriers (PolyhHb) in ex vivo lung perfusion (EVLP) models address a critical bottleneck in donor lung assessment and preservation. By enabling more precise evaluation and maintenance of marginal donor lungs, these solutions support predictive confidence at the organ selection inflection point and expand the transplantable donor pool. This innovation directly impacts translational continuity and risk-adjusted advancement in organ transplantation pipelines.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables mechanistic interrogation of oxygen carrier performance in organ preservation.
- Supports biological de-risking by comparing PolyhHb to traditional perfusates in controlled EVLP models.
- Facilitates predictive confidence in donor lung viability assessment workflows.
Screening & Assay Development
- Establishes validated EVLP systems for quantitative comparison of perfusate formulations.
- Standardizes physiological readouts such as pulmonary vascular resistance and compliance for reproducible screening.
- Enables scalable evaluation of novel oxygen carriers for downstream translational studies.
Translational & Preclinical Research
- Aligns with disease-relevant models for preclinical assessment of lung preservation strategies.
- Supports continuity from discovery-stage perfusate optimization to preclinical validation in transplant models.
- Provides risk-adjusted data for advancing novel perfusates toward clinical translation.
Pipeline & Workflow Integration
PolyhHb-based perfusate testing in rat EVLP models bridges early discovery, screening, and preclinical validation within the organ preservation and transplantation workflow.
- Discovery Biology: Enables hypothesis testing on oxygen carrier efficacy and safety in organ preservation.
- Screening: Provides reproducible, quantitative physiological outputs for comparing perfusate candidates.
- Analytics: Delivers real-time measurements of gas exchange, vascular resistance, and compliance for data-driven decision-making.
- Translational Research: Connects preclinical EVLP findings to clinical transplant model requirements.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable EVLP platform for iterative perfusate development and validation.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in donor lung assessment and reduces mechanistic ambiguity in perfusate selection.
- Operational Value: Standardizes EVLP protocols for reproducibility and scalability across research teams.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions for perfusate advancement and enhances capital efficiency in organ preservation R&D.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of novel oxygen carriers for clinical translation.
Implementation Considerations
- Requires expertise in EVLP model setup and physiological data acquisition.
- Demands access to specialized perfusion instrumentation and analytical infrastructure.
- Necessitates cross-team standardization of perfusate preparation and physiological measurement protocols.
- Adaptation across species or organ systems may require protocol optimization.
- Potential limitations include model-specific physiological responses and scalability to human systems.
