Vitro Denetim konsantrasyonları kültürlü alveoler epitel hücrelerdeki halojenlenmiş gazların yöntemi
Summary
Biz sevoflurane veya isoflurane vitro kesin ve kontrollü konsantrasyonları mekanizmaları epitel akciğer yaralanmalara dahil anlayışımızı geliştirmek ve Roman sınamak için ulaşmak için özel olarak tasarlanmış kolay bir iletişim kuralı tanımlamak Akut Respiratuar distress sendromu için terapiler.
Abstract
Akut Respiratuar distress Sendromu (ARDS) Engelli alveoler sıvı temizlik ve şiddetli inflamasyon ile yaygın alveoler yaralanma sendromu var. Sevoflurane veya isoflurane, gibi halojenlenmiş ajanlar kullanımı yoğun bakım ünitesi (ICU) hastaların sedasyon için gaz değişimi geliştirmek, alveoler ödem azaltmak ve enflamasyon sırasında ARDS azalt. Ancak, inhale ajanlar kullanımı sürekli sedasyon bakımda tedavi etmek ya da akciğer hasarı önlemek için veri eksik. Halojenli ajanların etkileri “fizyolojik” koşullar altında alveoler epitel hücreleri üzerinde çalışmaya, kültür hücrelere hava-sıvı arayüzü kolay bir sistem tarif ve hassas kontrollü “hava” kesirler sağlamak için halojenlenmiş acentelere tanıttığını ve Bu aracılar için “Orta” konsantrasyonları. Hangi insan alveoler epitel ölümsüzleştirdi hücreleri ile plakalar sevoflurane veya bir anestezik makine devre tarafından sağlanan bir sürekli gaz akışı kullanarak isoflurane kesin, kontrollü bir kısmını maruz olabilir kapalı bir hava geçirmez odası geliştirdik. Hücreleri sevoflurane % 4’ü ve isoflurane % 1’için 24 saat boyunca maruz kalmışlar. Gaz kütle spektrometresi ortamda çözünmüş halojenlenmiş ajanların konsantrasyonu belirlemek için gerçekleştirildi. Sonraki ilk saat, sevoflurane ve orta isoflurane konsantrasyonları 251 mg/L 25 mg/L, idi. Sevoflurane ve isoflurane konsantrasyonları temsil eden eğrileri maruz kaldıktan sonra bir saatte ulaştı bir plato ile zaman içinde benzer dersler gösterdi ortamda çözünmüş.
Bu iletişim kuralı sevoflurane veya isoflurane vitro mekanizmaları epitel akciğer hasarı ARDS sırasında katılan anlayışımızı geliştirmek ve yeni tedaviler için sınamak için hassas ve kontrollü konsantrasyonları ulaşmak için özel olarak tasarlanmıştır sendromu.
Introduction
Akut Respiratuar distress Sendromu (ARDS) yaygın alveoler yaralanma, akciğer ödemi ve hypoxemic solunum yetmezliği ile karakterize klinik bir sendrom var. Yoğun bakım ünitesi (ICU) kabul fazla % 10 ve mekanik havalandırma gerektiren ICU hastaların yaklaşık % 25 ARDS temsil eder, hala 35-%451bir hastane ölüm oranı ile klinisyenler için altında tanınan bir sorun olsa da. Yoğun araştırma rağmen bugüne kadar bir etkili ARDS farmakolojik tedavi veya önleme başarısız oldu. İki yeni özellikler katkıda ARDS mortalite için: Engelliler alveoler sıvı izni (AFC) (Yani, alveoler ödem sıvısı distal akciğer hava sahaları üzerinden değişmiş rezorpsiyonu) ve şiddetli inflamasyon2. ARDS ölüm oranı yüksek kalır beri geçerli girişimler de birincil korunma içermelidir; Ancak, önemli bir sorun risk altındaki hastalarda ARDS geliştirmek için büyük olasılıkla olduğunu ve ARDS ve eğer kim yararlanacak belirlemektir.
Sevoflurane ve isoflurane, gibi uçucu halojenlenmiş anestezikler ameliyathanede genel anestezi sağlamak için yaygın olarak kullanılır. Dünya çapında, her yıl önemli bir ameliyat geçiren 230 milyondan fazla hasta genel anestezi ve mekanik havalandırma3gerektirir ve pulmoner komplikasyonlar Ģunları klinik sonuçlar ve sağlık kullanımı4 olumsuz . Sevoflurane propofol yerine kullanımı Gelişmiş akciğer iltihabı göğüs cerrahisi ve ARDS ve pulmoner komplikasyonlar Ģunları5gibi olumsuz olayların önemli düşüşler uygulanan hastalarda ile ilişkili idi. Benzer şekilde, Önarıtma isoflurane ile solunum mekaniği, oksijen ve hemodinami koruyucu etkileri ARDS6,7‘ nin deneysel hayvan modellerinde vardı. Her ne kadar daha fazla çalışmaları inhale ajanlar noncardiac cerrahi sonuçlar üzerine etkisini gidermek için garanti altındadır, pulmoner komplikasyonlara benzer bir düşüş bir meta-bu inhale anestezik ajanların gösteren analizi, son zamanlarda gözlenmiştir — olarak intravenöz anestezi için karşı — önemli ölçüde mortalite kalp cerrahisi8için bir azalma ile ilişkili olan.
Uçucu ajanlar kullanımı önlemek veya tedavi akciğer hasarı ICU hastaların sedasyon için hakkında belirli olası veri eksik. Ancak, çeşitli denemeler şimdi etkinlik ve inhale sevoflurane Emanet ICU hastalar sedasyon için destekler ve preklinik çalışmalar göstermiştir inhale sevoflurane ve isoflurane7,9 gaz değişimi geliştirmek, azaltmak alveoler ödem ve ARDS deneysel modelleri attenuate iltihabı. Ayrıca, İsoflurane modülasyon sıkı kavşak protein11aracılığıyla alveoler-kılcal bariyer bütünlüğünü korur, ancak sevoflurane tip II epitel hücre hasarı10, azaltıcı etkendir. Ancak, daha fazla çalışmaları ne ölçüde organ koruma inhale sevoflurane ve isoflurane deneysel kanıt insanlar için tercüme olabilir doğrulamak için ihtiyaç vardır. İlk tek-merkezi kontrollü-randomize (RCT) bizim grup hastalarda ARDS inhale sevoflurane erken kullanımı geliştirilmiş oksijenlenme, düşük düzeyde bazı pro-inflamatuar işaretleri ve azaltılmış akciğer epitel ile ilişkili bulundu , plazma ve alveoler sıvı12‘ çözünür formun gelişmiş glikasyondan son-ürünleri (sRAGE) için reseptör düzeyleri tarafından değerlendirildi zarar.
Birlikte ele alındığında, sevoflurane ve isoflurane yararlı etkileri akciğer yaralanma üzerinde birden fazla biyolojik yollar veya öfke yolu üzerinde bağımlı olan fonksiyonel işlemleri yani alveoler sıvı izni (AFC), epitel yaralanma işaret edebilir, Nükleer faktör (NF) translocation-κB ve makrofaj harekete geçirmek. Buna ek olarak, sevoflurane ifade öfke protein etkileyebilir. Araştırma ekibimiz ve diğerleri tarafından önceki araştırma çok önemli roller için öfke alveoler inflamasyon ve akciğer epitel yaralanma/onarım sırasında ARDS destekler beri biz mekanizmaları translasyonel bir anlayış sağlamak için deneysel bir model tasarlanmıştır Sevoflurane akciğer hasarı ve onarım13,14,15dakika sonra. HAELVi (insan alveoler epitel LentiVirus periferik akciğerin hava-kan bariyerini eğitim için özel olarak tasarlanmış bir roman insan alveoler epitel birincil hücre çizgide sevoflurane ve isoflurane vitro etkileri incelenmiş , fonksiyonel sıkı kavşak16dahil olmak üzere alveoler tip ben gibi özellikleri ile ölümsüzleşmiş).
Bizim vitro araştırmalar tasarım hazırlanırken (Örneğin, “inhale” sevoflurane veya isoflurane maruz kalma ile hava-sıvı arayüzey, alveoler epitel hücreleri kültürleri, anladık üzerinden daha önce yayınlanan bu çalışmalar sevoflurane kesirler yalnızca standart monitör (bir klinik ortamda kullanılanlara benzer) kullanma “hava” arabirimi17,18,19 değerlendirildi. Halojenli Ajan konsantrasyonları genellikle en az alveoler konsantrasyon (MAC) değerlerine göre seçildi (Örneğin, insanlarda, sevoflurane için 0.5, 1.1 ve 2.2 vol % 0.25, 0.5 ve 1 MAC, temsil eden, isoflurane, 0,6, 0.8, için sırasıyla; ve 1.3 vol % 0.25, 0.5 ve 1 MAC, sırasıyla temsil eden)20. Gerçekten de, sevoflurane ve isoflurane konsantrasyonları asla kültür böylece önceki deneysel modeller/aletler geçerliliğini sınırlayıcı ortamda kendisi, araştırdı. Ayrıca, çoğu deneyler hava karışımı içeren sevoflurane içinde oraya atılıp sifon çekilmiş sonra mühürlü bir anaerobik kavanoz kullanılır. Amacımız alveoler epitel hücreleri “fizyolojik” koşullar altında çalışmaya olduğu gibi anaerobik bir duruma en uygun olmayabilir ve uzun deneysel süreleri ile uyumlu olmaz inanıyordu. Bu nedenle, bizim sistemimizde kültür hücreleri vasıl hava-sıvı arayüzey için geliştirilen ve acentelere halojenli (sevoflurane ve isoflurane) hassas kontrollü “hava” kesirler ve bu aracılar için “Orta” konsantrasyonu sağlamak amacı ile karşılaşmazlar. Bize göre bugüne kadar literatürde bildirilmiştir değil, bu deneysel adım önce herhangi bir ilave vitro araştırmalar sevoflurane ve isoflurane zorunludur.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bizim iletişim kuralı bir halojenlenmiş anestezik Ajan, sevoflurane veya isoflurane gibi hassas bir kısmını yapan hücreleri göstermek için kolay bir yöntem açıklanır. Ayrıca, biz burada rapor — ilk kez — gaz kesir ve sevoflurane ve kültür ortamı içinde isoflurane konsantrasyon arasında sıkı bir ilişki. Bu temel adım şimdi güvenli bir şekilde bizim hava geçirmez odası kültürlü monolayer insan alveoler epitel hücrelerinin içinde halojenlenmiş bu ajanların etkileri çalışma kullanmak…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarlar kabul Auvergne bölge Konseyi (“programı Nouveau Chercheur de la Région Auvergne” 2013) ve Fransız Agence Nationale de la Recherche ve yön Générale de L’Offre de Soins (“programı de Recherche Translationnelle tr Santé” ANR-13-PRTS-0010) hibe için. Fon çalışma tasarım, davranış ve analiz veya bu makalenin hazırlanmasında hiçbir etkisi vardı.
Materials
| Sevoflurane | Baxter | Performing experiments using sevoflurane or isoflurane while being pregnant should be strongly discouraged | |
| Isoflurane | Virbac | Performing experiments using sevoflurane or isoflurane while being pregnant should be strongly discouraged | |
| Human Alveolar Epithelial cells | InScreenex | INS-CI-1015 | |
| huAEC Medium (ready-to-use) | InScreenex | INS-ME-1013-500ml | |
| Anesthetic machine circuit | Drager | Fabius | |
| Gas analyzer | Drageer | Vamos Plus | |
| Anesthetic gas filter | SedanaMedical | FlurAbsord | |
| Heated Humifier | Fisher&Paykel | MR850 | |
| Chamber | Curver | 00012-416-00 | |
| Gas chromatography coupled with mass detection | Thermo Fisher Scientific, San Jose, CA, USA | Trace 1310 with TSQ 8000evo | |
| Fused-silica column (30 m x 1.4 µm, 0.25 mm ID) | Restek, Lisses, France | Rxi-624Sil MS |
References
- Bellani, G., Laffey, J. G., et al. Epidemiology, Patterns of Care, and Mortality for Patients With Acute Respiratory Distress Syndrome in Intensive Care Units in 50 Countries. JAMA:T Journal of the American Medical Association. 315 (8), 788-800 (2016).
- Thompson, B. T., Chambers, R. C., Liu, K. D. Acute Respiratory Distress Syndrome. The New England Journal of Medicine. 377 (6), 562-572 (2017).
- Weiser, T. G., Regenbogen, S. E., et al. An estimation of the global volume of surgery: a modelling strategy based on available data. The Lancet. (9633), 139-144 (2008).
- Khuri, S. F., Henderson, W. G., et al. Determinants of long-term survival after major surgery and the adverse effect of postoperative complications. Annals of Surgery. 242 (3), 341-343 (2005).
- De Conno, E., Steurer, M. P., et al. Anesthetic-induced improvement of the inflammatory response to one-lung ventilation. Anesthesiology. 110 (6), 1316-1326 (2009).
- Fu, H., Sun, M., Miao, C. Effects of different concentrations of isoflurane pretreatment on respiratory mechanics, oxygenation and hemodynamics in LPS-induced acute respiratory distress syndrome model of juvenile piglets. Experimental Lung Research. 41 (8), 415-421 (2015).
- Reutershan, J., Chang, D., Hayes, J. K., Ley, K. Protective effects of isoflurane pretreatment in endotoxin-induced lung injury. Anesthesiology. (3), 511-517 (2006).
- Uhlig, C., Bluth, T., et al. Effects of Volatile Anesthetics on Mortality and Postoperative Pulmonary and Other Complications in Patients Undergoing Surgery: A Systematic Review and Meta-analysis. Anesthesiology: The Journal of the American Society of Anesthesiologists. 124 (6), 1230-1245 (2016).
- Li, Q. F., Zhu, Y. S., Jiang, H., Xu, H., Sun, Y. Isoflurane preconditioning ameliorates endotoxin-induced acute lung injury and mortality in rats. Anesthesia and Analgesia. (5), 1591-1597 (2009).
- Voigtsberger, S., Lachmann, R. A., et al. Sevoflurane ameliorates gas exchange and attenuates lung damage in experimental lipopolysaccharide-induced lung injury. Anesthesiology. (6), 1238-1248 (2009).
- Englert, J. A., Macias, A. A., et al. Isoflurane Ameliorates Acute Lung Injury by Preserving Epithelial Tight Junction Integrity. Anesthesiology. (2), 377-388 (2015).
- Jabaudon, M., Boucher, P., et al. Sevoflurane for Sedation in ARDS: A Randomized Controlled Pilot Study. American Journal of Respiratory and Critical. , (2016).
- Blondonnet, R., Audard, J., et al. RAGE inhibition reduces acute lung injury in mice. Scientific Reports. 7 (1), (2017).
- Jabaudon, M., Blondonnet, R., et al. Soluble Receptor for Advanced Glycation End-Products Predicts Impaired Alveolar Fluid Clearance in Acute Respiratory Distress Syndrome. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 192 (2), 191-199 (2015).
- Jabaudon, M., Blondonnet, R., et al. Soluble Forms and Ligands of the Receptor for Advanced Glycation End-Products in Patients with Acute Respiratory Distress Syndrome: An Observational Prospective Study. PloS One. 10 (8), e0135857 (2015).
- Kuehn, A., Kletting, S., et al. Human alveolar epithelial cells expressing tight junctions to model the air-blood barrier. ALTEX. 33 (3), 251-260 (2016).
- Yue, T., Roth Z’graggen, B., et al. Postconditioning with a volatile anaesthetic in alveolar epithelial cells in vitro. The European Respiratory Journal: Official Journal of the European Society for Clinical Respiratory Physiology. 31 (1), 118-125 (2008).
- Suter, D., Spahn, D. R., et al. The immunomodulatory effect of sevoflurane in endotoxin-injured alveolar epithelial cells. Anesthesia and Analgesia. (3), 638-645 (2007).
- Schläpfer, M., Leutert, A. C., Voigtsberger, S., Lachmann, R. A., Booy, C., Beck-Schimmer, B. Sevoflurane reduces severity of acute lung injury possibly by impairing formation of alveolar oedema. Clinical and Experimental Immunology. (1), 125-134 (2012).
- Nickalls, R. W. D., Mapleson, W. W. Age-related iso-MAC charts for isoflurane, sevoflurane and desflurane in man. British Journal of Anaesthesia. 91 (2), 170-174 (2003).
- Bourdeaux, D., Sautou-Miranda, V., et al. Simple assay of plasma sevoflurane and its metabolite hexafluoroisopropanol by headspace GC-MS. Journal of Chromatography. B, Analytical Technologies in the Biomedical and Life Sciences. 878 (1), 45-50 (2010).
- Eger, E. I., Saidman, L. J., Brandstater, B. Minimum alveolar anesthetic concentration. Anesthesiology. 26 (6), 756-763 (1965).
- Perbet, S., Fernandez-Canal, C., Pereira, B., Cardot, J. M., Bazin, J. E., Constantin, J. M. Evaluation of Richmond Agitation Sedation Scale According To Alveolar Concentration of Sevoflurane During a Sedation With Sevoflurane in Icu Patients. Intensive Care Medicine Experimental. 3 (Suppl 1), (2015).
- Goolaerts, A., Pellan-Randrianarison, N., et al. Conditioned media from mesenchymal stromal cells restore sodium transport and preserve epithelial permeability in an in vitro model of acute alveolar injury. American Journal of Physiology. Lung Cellular and Molecular Physiology. 306 (11), L975-L985 (2014).
