La nuova tecnica usa luce rossa UV e per decontaminare gli organi prima di trapianto

Una nuova tecnica per la decontaminazione degli organi prima di trapianto facendo uso di irradiamento della luce rossa ultravioletta ed è stata sviluppata dai ricercatori brasiliani e canadesi ed è descritta in un articolo pubblicato nelle comunicazioni della natura del giornale.

La ricerca è supportata dalle fondamenta di ricerca di São Paulo - FAPESP e parzialmente è stata condotta al centro di ricerca di fotonica e dell'ottica (CEPOF), ospitato dall'università di São Paulo (USP) a São Carlos nello stato di São Paulo (Brasile).

“Questa tecnica biophotonic è rivoluzionaria, poichè contribuisce ad evitare la trasmissione delle malattie durante il trapianto dell'organo,„ ha detto Vanderlei Bagnato, il professore ordinario all'università di São Paulo, Direttore del suo istituto di fisica di São Carlos (IFSC-USP) e del ricercatore principale per CEPOF, uno dei centri della ricerca, dell'innovazione e di diffusione (RIDCs) di supporto da FAPESP.

Il gruppo di Bagnato partnered con i ricercatori all'università di Toronto nel Canada, che ha il più grande programma di trapianto del polmone del mondo, eseguente nel 2018 197 tali ambulatori da solo. Secondo il chirurgo toracico Marcelo Cypel, che dirige il servizio, il numero dei trapianti potrebbe essere più alto se gli organi potessero essere decontaminati, particolarmente quando il donatore futuro ha un'infezione virale cronica quale epatite virale C.

“Dieci pazienti finora sono stati esaminati [facendo uso della terapia biophotonic],„ Cypel ha detto. “La nuova tecnica ha diminuito significativamente il caricamento virale dell'organo da trapiantare in otto di questi pazienti. La procedura tutta solo ha eliminato il virus in due altri.„

Il metodo descritto nell'articolo (“inattivando virus dell'epatite C in polmoni erogatori facendo uso delle terapie leggere durante ex vivo l'aspersione normotermica del polmone„) comprende irradiamento della luce rossa ultravioletta e diminuire i caricamenti virali e batterici negli organi infettati per impedire la trasmissione delle malattie quale epatite per trapiantare i destinatari.

Oltre a FAPESP, la ricerca egualmente è stata costituita un fondo per dagli istituti canadesi della ricerca di salubrità, fondamenta generali ed occidentali di Toronto dell'ospedale ed il Consiglio Nazionale del Brasile per scientifico e sviluppo tecnologico (CNPq).

Secondo Bagnato, la tecnica inizialmente è stata sviluppata per trattare i polmoni ma sta adattandosi per i fegati ed i reni. “Questo dovrebbe notevolmente migliorare i termini postoperatori per i destinatari del trapianto,„ ha detto. “Egualmente ci permetterà di usare gli organi che dobbiamo corrente rifiutare a causa del livello di contaminazione.„

Decontaminazione in due tappe

I polmoni sono decontaminati prima di trapianto facendo sostituire il sangue da un liquido di conservazione in una procedura conosciuta come aspersione che è stata sviluppata nel Canada da Cypel.

“L'aspersione diminuisce i caricamenti virali e batterici ma non può eliminarle completamente. Di conseguenza, il paziente deve essere curato con gli antibiotici ed i antivirals per tre mesi dopo che il trapianto,„ Cypel ha spiegato.

“Pensando ai modi più ulteriormente diminuire o eliminare il caricamento virale negli organi per trapianto, specificamente virus dell'epatite C, ho considerato la possibilità di usando i metodi di decontaminazione della luce ultravioletta, che sono impiegati comunemente per decontaminare il sangue, per esempio. Così circa quattro anni fa, abbiamo cominciato a partnering con Bagnato ed il suo gruppo a São Carlos. Lui ed i suoi colleghi sono capitato per visualizzarci e studiare la tecnica. Soltanto un mese più successivamente ci hanno inviato il primo prototipo del commputer ultravioletto di decontaminazione di irradiamento.„

“La tecnica biophotonic di decontaminazione sviluppata al nostro laboratorio di São Carlos consiste di due procedure specifiche eseguite simultaneamente,„ ha detto Cristina Kurachi, un professore a IFSC-USP e un partecipante nel progetto.

Durante l'aspersione, mentre i ricercatori fanno il liquido circolare nel polmone da trapiantare, aggiungono le molecole al tessuto polmonare e la decontaminazione biophotonic ha luogo direttamente nell'organo con irradiamento con luce rossa con una lunghezza d'onda di 660 nanometri (nm) finché l'ossidazione fotodinamica non elimini i microrganismi nel tessuto.

Allo stesso tempo, il caricamento virale è arrossito via dal liquido di circolazione, che è decontaminato continuamente da irradiamento ultravioletto con una lunghezza d'onda di 254 nanometro.

“L'irradiamento ultravioletto direttamente distrugge i microrganismi ripartendo le molecole presenti in batteri ed in virus. I batteri sono uccisi ed i virus completamente sono inattivati. L'irradiamento della luce rossa decontamina indirettamente via il photosensitization,„ Kurachi ha detto.

Questa terapia biophotonic comprende l'introduzione di una droga fotosintetizzante nel liquido di aspersione. L'attivazione della droga richiede le molecole dell'ossigeno (presente in virus) e l'irradiamento della luce rossa ad una lunghezza d'onda specifica (660 nanometro). Quando la droga fotosintetizzante è bagnata in questa luce rossa, le sue molecole assorbono l'energia, che è trasferita alle molecole dell'ossigeno nel virus, facente li altamente ossidate. Ciò danneggia irreversibile le membrane ed il materiale genetico di parecchi virus, compreso il virus dell'epatite C ed il HIV-1.

“La soluzione di aspersione è speciale e molto costoso,„ Bagnato ha detto. “Ha fatto in modo da conservare l'organo. A causa del costo, il meno possibile è utilizzato nella procedura. Grazie alla tecnica ed alla strumentazione che ci siamo sviluppati, un litro del perfusato possono essere arrossiti con le centinaia dell'organo di periodi eliminare gli agenti inquinanti completamente.„

Il metodo in primo luogo è stato provato sui polmoni umani rifiutati a trapianto per determinare se il caricamento virale del tessuto potrebbe essere diminuito da irradiamento. Secondo Cypel, il caricamento virale è stato trovato per cadere drasticamente dopo la procedura.

“Il punto seguente era di sottoporre i polmoni del maiale alla stessa procedura e poi di trapiantarli per vedere se la procedura danneggiasse biochimico o morfologico il tessuto. Non ha fatto,„ Cypel ha detto.

Per concludere, la tecnica è stata provata sui pazienti. “Nei primi dieci trapianti che abbiamo eseguito, il virus dell'epatite C eliminato nuova tecnica dagli organi donati a due pazienti. Negli altri otto pazienti, il caricamento virale è caduto marcato dopo che l'ambulatorio ma è aumentato ancora più successivamente i sette giorni ed i pazienti hanno dovuto essere dati il trattamento antivirale per tre mesi,„ ha detto.

“Un'individuazione importante era che quando il virus non si è eliminato ha riapparso nelle prove di laboratorio del paziente dopo i sette giorni. Con questi informazioni, da allora abbiamo eseguito altri due trapianti in cui il trattamento antivirale si è concentrato nella prima settimana dopo l'operazione. Il virus si è eliminato in entrambi i casi,„ Cypel ha detto.

Secondo Bagnato, questa terapia biophotonic sarà raffinata per assicurare ancora le più forti riduzioni dei caricamenti virali e batterici, aumentanti le probabilità di riusciti trapianti. “Il nostro scopo è di fare eliminare alla la terapia basata a luminosa tutti gli agenti inquinanti virali e batterici negli organi da trapiantare. In caso affermativo, può anche essere possibile da fare a meno del perfusato,„ ha detto.

La parte clinica del progetto sta conducenda da Cypel e dal suo gruppo a Toronto. I ricercatori a IFSC-USP hanno progettato la nuova tecnica biophotonic, hanno sviluppato gli strumenti e stanno partecipando all'analisi dei risultati. Oltre a Bagnato e a Kurachi, il gruppo brasiliano a IFSC-USP egualmente include Natalia Inada.

Una richiesta di brevetto file nel Canada e due multinazionali hanno espresso un interesse nello studio della possibilità della produzione e della commercializzazione della strumentazione. I ricercatori ora stanno lavorando all'attuazione di un programma di decontaminazione del rene e del fegato nel Brasile.

“Tutto questo è stato soltanto grazie possibili alla filosofia introdotta dal programma del RIDC di FAPESP, che ci ha incoraggiati a collaborare internazionalmente ed allo stesso tempo produrre la conoscenza praticamente pertinente,„ Bagnato ha detto.

Sorgente: http://www.fapesp.br/