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 данной работе подробно описывается использование кислородного переносчика на основе полимеризованного человеческого гемоглобина (PolyHb) в качестве перфузата в модели ex vivo перфузии легких (EVLP) крысы. Целью исследования является совершенствование оценки донорских легких и улучшение методов консервации органов.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Перфузия легких ex vivo
- Консервация органов
- Переносчики кислорода
Теоретические основы
- Перфузия легких ex vivo позволяет проводить расширенную оценку донорских легких.
- Современные перфузионные растворы включают бесклеточные и клеточные варианты.
- Растворы на основе PolyHb могут улучшить функцию легких в процессе консервации.
- Усовершенствование методов перфузии может расширить пул донорских органов.
Цель исследования
- Протестировать переносчик кислорода на основе PolyHb в модели EVLP на крысах.
- Оценить эффективность данного раствора в качестве перфузата.
- Изучить возможность увеличения времени нормотермической перфузии.
Используемые методы
- Применение PolyHb в качестве перфузата на модели крысы.
- Сравнение результатов с традиционными растворами для перфузии.
- Оценка функции легких после перфузии.
- Оценка времени перфузии и жизнеспособности органов.
Основные результаты
- PolyHb продемонстрировал потенциальные преимущества по сравнению с традиционными растворами.
- Наблюдалось улучшение показателей функции легких.
- С использованием PolyHb удалось достичь увеличения времени перфузии.
- Полученные результаты обосновывают необходимость дальнейших исследований специализированных перфузионных растворов.
Выводы
- Оксигеноносители на основе PolyHb могут улучшить результаты эксвиво-перфузии легких.
- Для оптимизации протоколов перфузии необходимо проведение дальнейших исследований.
- Данная работа способствует совершенствованию методов консервации донорских органов.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для отрасли
Полимеризованные переносчики кислорода на основе гемоглобина нового поколения (PolyhHb) в моделях ex vivo перфузии легких (EVLP) позволяют устранить критический пробел в оценке и сохранении донорских легких. Обеспечивая более точную оценку и поддержание жизнеспособности легких маргинальных доноров, данные растворы повышают прогностическую достоверность в точке принятия решения о выборе органа и расширяют пул подходящих для трансплантации доноров. Эта инновация напрямую влияет на трансляционную непрерывность и снижение рисков при внедрении новых методов в практику трансплантации органов.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Ранний поиск и валидация мишени
- Позволяет детально изучить механизмы эффективности переносчиков кислорода при консервации органов.
- Обеспечивает снижение биологических рисков путем сравнения PolyhHb с традиционными перфузатами в контролируемых моделях EVLP.
- Повышает прогностическую достоверность рабочих процессов по оценке жизнеспособности донорских легких.
Скрининг и разработка анализа
- Позволяет создать валидированные системы EVLP для количественного сравнения составов перфузата.
- Стандартизирует физиологические показатели, такие как легочное сосудистое сопротивление и комплаенс, для обеспечения воспроизводимого скрининга.
- Обеспечивает возможность масштабируемой оценки новых переносчиков кислорода для последующих трансляционных исследований.
Трансляционные и доклинические исследования
- Соответствует релевантным моделям заболеваний для доклинической оценки стратегий сохранения легких.
- Обеспечивает преемственность от этапа оптимизации перфузата при поиске до доклинической валидации на моделях трансплантации.
- Предоставляет скорректированные с учетом рисков данные для продвижения новых перфузатов к этапу клинического внедрения.
Интеграция конвейера и рабочих процессов
Тестирование перфузиона на основе PolyhHb в моделях EVLP у крыс связывает этапы первичного поиска, скрининга и доклинической валидации в рамках рабочего процесса консервации и трансплантации органов.
- Открывающая биология: обеспечивает проверку гипотез об эффективности и безопасности переносчиков кислорода при консервации органов.
- Скрининг: предоставляет воспроизводимые количественные физиологические показатели для сравнения потенциальных вариантов перфузата.
- Аналитика: обеспечивает измерения газообмена, сосудистого сопротивления и податливости в режиме реального времени для принятия решений на основе данных.
- Трансляционные исследования: связывают результаты доклинических исследований EVLP с требованиями клинических моделей трансплантации.
- Корпоративное повторное использование: создает многократно используемую платформу EVLP для итеративной разработки и валидации перфузатов.
Операционное и корпоративное влияние
- Научная ценность: Повышает достоверность прогнозирования при оценке донорских легких и снижает механистическую неопределенность при выборе перфузата.
- Операционная ценность: Стандартизирует протоколы EVLP для обеспечения воспроизводимости и масштабируемости в различных исследовательских группах.
- Стратегическая ценность: Оптимизирует принятие решений о целесообразности дальнейшего внедрения перфузата и повышает эффективность использования капитала в исследованиях и разработках в области сохранения органов.
- Влияние на портфель: Позволяет осуществлять приоритизацию новых переносчиков кислорода для клинического внедрения с учетом рисков.
Особенности внедрения
- Требуется опыт в настройке модели EVLP и сборе физиологических данных.
- Необходим доступ к специализированному перфузионному оборудованию и аналитической инфраструктуре.
- Требуется межкомандная стандартизация подготовки перфузата и протоколов физиологических измерений.
- Адаптация для разных видов или систем органов может потребовать оптимизации протокола.
- Потенциальные ограничения включают специфические для данной модели физиологические реакции и возможность масштабирования на системы человека.
