Разработка модели острого повреждения легких у неонатального поросенка, воссоздающей раннюю среду легких недоношенных детей

Лаборатория доктора Тебо является пионером в использовании мезенхимальных стромальных клеток, полученных из ткани пуповины, при неонатальном заболевании легких, также называемом бронхолегочной дисплазией. Успешный клинический перевод находится в центре наших усилий в настоящее время. Недавно мы завершили первую фазу клинических испытаний внутривенного введения мезенхимальных стромальных клеток, полученных из пуповины, недоношенным детям с риском развития бронхолегочной дисплазии, что предоставило важные данные по безопасности для будущих исследований эффективности.

Тем не менее, остаются важные вопросы. Эта большая животная модель позволит оптимизировать доставку и терапевтическую способность мезенхимальных стромальных клеток, полученных из пуповины, а также облегчит клиническую трансляцию новых методов лечения для пациентов. Наша модель неонатального острого повреждения легких у новорожденных поросят имитирует раннее воздействие недоношенных легких человека с истощением сурфактанта, гипероксией, вентиляцией под высоким давлением и воспалением, которые являются факторами, участвующими в патофизиологии бронхолегочной дисплазии.

Эта модель дает представление о ранних патогенных процессах ПРЛ. Экспериментальные исследования безопасности и эффективности в нашей модели поросят обеспечат прогресс в разработке терапевтических кандидатов для лечения острого повреждения легких у недоношенных детей. Для начала включите аспиратор и подтвердите, что он готов к использованию.

Установите ведро для сбора лаважа на место. Взвесьте абсорбирующие прокладки перед началом промывания, затем расположите прокладки под головой животного и под операционным столом, чтобы собрать всю вытекающую жидкость во время промывания. Установите аппарат искусственной вентиляции легких на положительное давление в конце выдоха в пять сантиметров воды, пиковое давление на вдохе в 25 сантиметров воды, частоту дыхания 25 в минуту и долю вдыхаемого кислорода в один сантиметр.

Теперь отсоедините вентиляционный контур от эндотрахеальной трубки и присоедините аппарат воронки для лаважа. Чтобы закапать физиологический раствор в легкие, аккуратно влейте 30 миллилитров на килограмм теплого изотонического раствора в воронку, расположенную примерно в 30 сантиметрах над обезболенным поросенком. Двусторонне надавливайте на боковую сторону области грудной клетки, чтобы обеспечить механическое сжатие, и массируйте эту область.

Затем опустите воронку ниже поросенка, чтобы начать слив жидкости, и слегка отсоедините воронку от эндотрахеальной трубки, чтобы жидкость для промывания могла стекать в ведро для сбора на полу. Затем вставьте отсасывающий катетер в эндотрахеальную трубку и выполняйте активное отсасывание не более 10 секунд, продолжая массаж грудной клетки для облегчения удаления жидкости. Теперь снова подключите вентиляционный контур к эндотрахеальной трубке и дайте поросенку восстановиться не менее трех минут между циклами промывания для снижения стресса и риска непереносимости.

Начните следующий раунд лаважа, как только периферическое насыщение кислородом вернется к 100%. Во время лаважа уровень насыщения кислородом может упасть до пяти. Если сатурация не возвращается к 100%, дождитесь стабилизации и проверьте парциальное давление кислорода с помощью анализа газов крови. Подтвердите, что повреждение от истощения поверхностно-активного вещества достигается, когда парциальное давление кислорода остается ниже 100 миллиметров ртутного столба в течение 15 минут.

Приготовьте липополисахарид или ЛПС из кишечной палочки в дозе 1,5 миллиграмм на килограмм в обычном физрастворе и аспирируйте в общей сложности два миллилитра в трехмиллилитровый шприц. Через 15 минут после последнего промывания легких подготовьтесь к инстилляции ЛПС, пока поросенок находится в лежачем положении. Для улучшения однородного распределения ЛПС в ателектатическом легком замените стандартный конец эндотрахеальной трубки на адаптер с широким портом, чтобы обеспечить одновременную вентиляцию и введение ЛПС.

Примените положительное давление в конце выдоха в 10 сантиметров воды на одну минуту. Отрегулируйте пиковое давление на вдохе, чтобы поддерживать дыхательный объем на уровне семи миллилитров на килограмм и установите частоту дыхания на уровне 40 вдохов в минуту. Затем вставьте катетер через боковой порт Y-адаптера в эндотрахеальную трубку на заранее измеренную глубину, чтобы наконечник выступал за пределы трубки на один-два миллиметра.

Теперь введите ЛПС через катетер и промойте катетер одним миллилитром обычного физиологического раствора, а затем девятилитровым воздушным болюсом для обеспечения полной доставки. Затем извлеките катетер и закройте боковой порт. Продолжайте с положительным давлением в конце выдоха на уровне 10 сантиметров воды, регулируя пиковое давление на вдохе, чтобы поддерживать дыхательный объем на уровне семи миллилитров на килограмм в течение трех минут после введения ЛПС для оптимизации распределения в легких.

Отсоедините контур аппарата ИВЛ от эндотрахеальной трубки на 30 секунд, чтобы нарушить любой возможный рекрутинг легких. Во время отключения отрегулируйте настройки вентилятора. Как только дыхательный объем стабилизируется на уровне семи миллилитров на килограмм, запишите физиологические измерения в нулевой момент времени и заполните форму описания клинического случая.

Отрегулируйте частоту дыхания на основе парциального давления углекислого газа из анализа газов крови. Продолжайте контролируемую вентиляцию, как описано ранее, в течение шестичасового периода наблюдения. Используйте ежечасные измерения газов крови для корректировки частоты дыхания в течение оставшейся части эксперимента и непрерывно регулируйте пиковое давление на вдохе, чтобы поддерживать дыхательный объем на уровне семи миллилитров на килограмм.

У животных, подвергшихся множественному воздействию, наблюдался значительно повышенный индекс оксигенации от 8 до 12 в течение шестичасового периода, что указывает на умеренное и тяжелое повреждение легких, в то время как их парциальное давление кислорода до доли соотношения вдыхаемого кислорода заметно снизилось. Податливость дыхательной системы была снижена более чем на 50% по сравнению с контрольными животными. Множественные легкие показали четкие макроскопические признаки очагового повреждения легких, сосредоточенные в задней центральной области, по сравнению с контрольной группой.

Гистологический анализ выявил выраженную нейтрофильную инфильтрацию и утолщение альвеолярных перегородок у животных, подвергшихся множественному воздействию, что указывает на серьезные структурные повреждения, включая отложение белковых обломков в альвеолярных пространствах. Нейтрофилы составляли более 75% популяции клеток жидкости бронхоальвеолярного лаважа у животных, подвергшихся множественному воздействию через шесть часов после травмы. Уровни интерлейкина-6 были сильно повышены в жидкости бронхоальвеолярного лаважа и в легочной ткани животных с множественными поражениями по сравнению с контрольной группой, что отражает интенсивную воспалительную реакцию.