El Nuevo dispositivo puede vigilar las mitocondrias en el corazón para predecir fallo cardiaco

Un nuevo dispositivo puede evaluar en el tiempo real si los tejidos del cuerpo están recibiendo suficiente oxígeno y, puesto en el corazón, puede predecir fallo cardiaco en pacientes de corazón crítico enfermos, investigadores del parte en el Hospital de Niños de Boston y científicos de las Tecnologías de Pendar del fabricante del dispositivo de Cambridge. Su estudio, conducto en los modelos animales, es el artículo de tapa en la aplicación de hoy el Remedio De Translación de la Ciencia.

“Con tecnologías actuales, no podemos predecir cuando el corazón de un paciente parará,” decimos a Juan Kheir, el DOCTOR EN MEDICINA del Centro del Corazón de los Niños de Boston, que co-llevó el estudio. “Podemos examinar la función del corazón en la presión arterial del ecocardiograma y de la dimensión, pero hasta el segundo pasado, el corazón puede compensar muy bien para las condiciones con poco oxígeno. Una Vez Que ocurre el fallo cardiaco, sus consecuencias pueden estar de siempre, incluso cuando los pacientes se recuperan.”

El dispositivo utiliza una tecnología llamada espectroscopia de Raman de la resonancia para medir si suficiente oxígeno está alcanzando las mitocondrias, los organelos que proveen de las células energía. En pacientes crítico enfermos con la circulación comprometida o la respiración, la salida del oxígeno se empeora a menudo, haciéndola dura para que las mitocondrias hagan su trabajo. Esto es especialmente un problema para el corazón, que tiene altas necesidades energéticas constantes.

El patrón actual para la oxigenación de medición del tejido, conocido como saturación venosa mezclada (SvO2), requiere sangre relanzada drena, agregando riesgo extra en pacientes crítico enfermos. Más importantemente, SvO2 no puede informar si el suministro de oxígeno es suficiente cubrir las demandas dinámicas del músculo cardíaco.

“Quisimos crear una lectura órgano-específica, contínua, segura de cómo las mitocondrias se están introduciendo adecuadamente el oxígeno,” decimos Kheir. “Ésta es la primera demostración de un dispositivo que pueda vigilar las mitocondrias en tejidos vivos para predecir incidente inminente del órgano.”

Usando la luz para vigilar las mitocondrias

Esta tecnología es el producto de una colaboración entre el Laboratorio de Investigación De Translación en Centro del Corazón de los Niños de Boston, co-llevado por Kheir y Brian Polizzotti, Doctorado, y Tecnologías de Pendar (Cambridge, Massachusetts). “En la cabecera, vimos a los pacientes que tenían una limitación al flujo de sangre coronario, y quisimos un dispositivo que podría proporcionar a un señal de la detección temprana,” Kheir decimos.

Las personas crearon un métrico ellos llaman 3RMR que utiliza las lecturas pálidas generadas por la espectroscopia de Raman de la resonancia para cuantificar la oxigenación y la función mitocondrial en tiempo real.

Cuando los niveles del oxígeno de una célula son demasiado bajos, su balance energético cambia. Los Electrones comienzan a acumularse en ciertas proteínas celulares -- hemoglobina, mioglobina y citocromos mitocondriales. Esta rotación de la energía reduce o cerró la producción energética mitocondrial y puede también accionar muerte celular. Todo El esto fija el escenario para el daño del órgano o la disfunción y, en el peor de los casos, el fallo cardiaco, dice Kheir.

La Resonancia Raman que la espectroscopia cuantifica la fracción de proteínas mitocondriales con los electrones en ellos basó en cómo se dispersa la luz cuando un laser se brilla en ellos. Bajo condiciones con poco oxígeno, el avance en electrones hace estas moléculas torcer y, como consecuencia, su espectro cambia.

“Este sistema nos informa que cómo está satisfecho las mitocondrias esté con su suministro de oxígeno,” Kheir explica.

Las personas utilizaron un laser exacto y un algoritmo complejo para destilar la información en tiempo real.

La “Distinción de señales mitocondriales de otras señales biológicas con exactitud y velocidad era el avance científico más importante aquí,” dice al CEO Daryoosh Vakhshoori, el Doctorado de Pendar, que supervisó el aspecto de ingeniería del proyecto.

Fallo cardiaco Que Predice

Joshua Salvin, DOCTOR EN MEDICINA, MPH y Dorothy Perry, MBChB del Centro del Corazón, los co-primeros autores del estudio, probó el dispositivo en modelos de la rata. Encontraron que la oxigenación reducida del corazón correspondió con elevaciones en 3RMR, sin importar la causa de la salida reducida del oxígeno. Elevaciones del más de 40 por ciento, medidas después de 10 minutos de condiciones con poco oxígeno, de la contractilidad reducida prevista del corazón y del fallo cardiaco subsiguiente con la sensibilidad de la especificidad del 97 por ciento y del 100 por ciento, superando el resto de las técnicas de medición.

Las personas más futuras probaron el dispositivo durante cirugía de corazón congénita simulada en un modelo del lingote. Podían medir cómo estuvo satisfecho el músculo cardíaco estaba con su suministro de oxígeno, algo que no puede ser hecho actualmente.

“Nuestra primera aplicación probable de este dispositivo será vigilar salida del oxígeno durante y después de cirugía de corazón,” dice Kheir. La antena actual es la talla de una pluma, pero eventual, las personas quisieran desarrollar una antena más pequeña que se podría dejar dentro del pecho, así que los pacientes podrían ser vigilados en el ICU durante las épocas más de riesgo elevado.

Aplicaciones Futuras

Kheir y los colegas también creen que la tecnología se podría utilizar para vigilar viabilidad del tejido en otras operaciones en las cuales se exponen los tejidos y los órganos. Las aplicaciones Potenciales pudieron incluir los órganos de la supervisión previstos para el trasplante y la detección del flujo de sangre peligroso reducido en limbos.

“Pienso que habría muchas aplicaciones quirúrgicas,” dice Vakhshoori, autor co-correspondiente en el estudio. “No hay Realmente tecnología actualmente que puede evaluar, en tiempo real, si la salida del oxígeno a un tejido es adecuada en el nivel del mitochondrion.”

Kheir también piensa que la herramienta podría ser útil en la investigación de cáncer, puesto que la función mitocondrial es central a la biología del cáncer.

La meta de las personas es buscar la aprobación del FDA y comercializar un monitor de la cabecera de la oxigenación mitocondrial. Mientras tanto, Kheir y los colegas proyectan intentar la aprobación para probar el dispositivo para vigilar a pacientes de corazón.

Fuente: http://www.childrenshospital.org/