4) Изолированный, перфузируемый орган хорошо доступен как для точно направленной терапии (лекарств, микроботов, поверхностной биопечати, клеточной терапии, генетической терапии и т.п.), так и для визуализации результатов лечения. (
Обоснование
_ Более того, внедрение EVMP для доклинических исследований in vivo , улучшающих моделирование заболеваний, вызывает значительный интерес, обеспечивая при этом идеальный интерфейс для биоинженерии и генетических манипуляций (1)
_Помимо функциональной оценки, НОРМОТ ПЕРФУЗ (нмп) представляет собой новый интерфейс для терапии ex situ , поскольку фармакокинетика и фармакодинамика лекарств не должны изменяться под воздействием низких температур во время HMP. Что наиболее важно, NMP позволил значительно продлить время консервации для всех типов органов: 24 часа в почках ( 113 _1), 1 неделю в печени ( 114 _1), 3 дня в легких ( 115 _1), 24 часа в сердце ( 116 _1) EVMP. Длительное время хранения, в свою очередь, дает возможность проводить методы лечения ex vivo , требующие длительного времени применения, включая генную терапию, биоинженерию и хирургию ex vivo .
Общие замечания
_1 «Защитные эффекты EVMP против ишемически-реперфузионного повреждения. EVMP представляет собой интерфейс для применения широкого спектра терапевтических компонентов, направленных на ослабление IRI. Различные ( A ) противовоспалительные препараты и ( B ) антиоксиданты были задействованы для достаточного ослабления воспаления, вызванного ИРИ, как экспериментально, так и в исследованиях на людях. ( C ) Более того, лейкоцитарный фильтр может быть задействован для истощения воспалительных клеток и ингибирования инфильтрации трансплантата с неоднозначными результатами. ( D ) Клеточная терапия с участием мезенхимальных клеток стромы дала многообещающие результаты по подавлению IRI во время экспериментального EVMP. ( E ) Генная терапия, нацеленная на противовоспалительные пути, такие как IL-10, привела к значительному снижению IRI во время EVMP легких. ( F ) Добавление газов во время ЭВМП направлено на усиление вазодилатации и устранение неблагоприятных физических воздействий на микроциркуляцию перфузируемых органов. ( G ) Трансплантация митохондрий представляет собой новый подход, оказывающий благоприятное воздействие на ИРИ в экспериментальных условиях для всех органов, используемых для трансплантации. ( H ) Было установлено, что сам EVMP улучшает ИРИ за счет уменьшения времени ишемии, обеспечивая постепенное нагревание органов и перфузионное противовоспалительное действие.
Лекарственная терапия Ultima-ratio
1_ Поскольку EVMP обеспечивает изолированную перфузию эксплантированных органов ex vivo , он обеспечивает новый интерфейс для их лечения с помощью высоких доз лекарств без существенных недостатков, связанных с дозолимитирующими системными побочными эффектами, что приводит к более эффективному терапевтическому успеху. В этом контексте EVMP был создан в качестве терапевтической платформы для проведения ультимативной терапии пораженных органов у пациентов с плохим прогнозом и непереносимыми противопоказаниями для системного введения. Это имеет особое значение для легких, поскольку тяжелые бактериальные инфекции легких являются одной из наиболее частых причин госпитальной смертности из-за сепсиса и системной органной недостаточности ( 128_1 ). Установлено, что многочисленные конкурирующие факторы у пациентов в критическом состоянии препятствуют эффективному дозированию противомикробных препаратов, необходимому для устранения патогенов, включая увеличение или уменьшение почечного кровотока, дисфункцию почек и печени, изменение объема распределения и начало применения устройств механической поддержки, таких как непрерывная заместительная почечная терапия. или экстракорпоральная мембранная оксигенация ( 129_1 ). Таким образом, высокие дозы противомикробных препаратов во время ЭВМП с последующей повторной трансплантацией могут обеспечить возможность достижения увеличенных внутриорганных доз противомикробных препаратов, избавляя при этом от системных побочных эффектов. Поразительно, что воздействие высоких доз колистина во время ЭВМП на эксплантированные легкие, инфицированные неизлечимой, множественной лекарственной устойчивостью, псевдомонадой aeruginosa, увеличило общую выживаемость в модели аутотрансплантации легких свиньи ( 130_1 ). Следует отметить, что колистин, как было показано, оказывает огромные побочные эффекты, вызывая почечную и неврологическую токсичность при более высоких кумулятивных дозах, что ограничивает его эффективное применение in vivo ( 131_1 ). В соответствии с этим исследованием, высокие дозы эмпирических противомикробных препаратов, добавленные к перфузату EVMP маргинальных донорских легких, вызывали эффективное снижение микробной нагрузки ( 132 _1), улучшение легочной функции легких с увеличением оксигенации, лучшей податливостью легких и снижением PVR ( 133 _1). Более того, изоляция инфицированного органа из организма для лечения ЭВМП одновременно устраняет источник инфекции, ограничивающий септицемию и связанные с ней системные иммунные реакции, которые в противном случае были бы связаны с ускоренной полиорганной дисфункцией, снижением эффективности противомикробных препаратов и смертью ( 134 , 135 _1). Чтобы еще больше ослабить инфекционное повреждение органов во время ЭВМП, в настоящее время в доклинических и клинических испытаниях проходят оценку новые клеточные методы лечения с использованием мезенхимальных стволовых клеток (МСК). Таким образом, трахеальная инстилляция МСК во время ЭВМП легких человека, пораженных E. coli , увеличивала клиренс бактерий и ослабляла воспалительную инфильтрацию и выработку провоспалительных цитокинов, одновременно улучшая клиренс альвеолярной жидкости ( 136 _1) ( рис. 2А ). ФИГУРА 2 . Потенциал EVMP за пределами трансплантации. ( A ) Терапия Ultima-ratio, включающая противомикробное лечение при тяжелых инфекциях и ( B ) тромболитические препараты при тяжелой эмболии. ( C ) Изолированная химиотерапия, позволяющая применять высокие дозы химиотерапевтических препаратов, несмотря на системные побочные эффекты. ( D ) Повышение эффективности химиотерапии за счет применения гипертермической консервации или ( E ) противовоспалительной терапии или гипотермической консервации. ( F ) Биоинженерные подходы, включающие децеллюляризацию и рецеллюляризацию. ( G ) Хирургия ex vivo , облегчающая резекцию опухоли, эмболэктомию легочной артерии и реконструктивные вмешательства на сосудах. ( H ) Обеспечение интерфейса доклинических исследований для тестирования лекарств in vivo .
Позволяя проводить изолированную высокодозную терапию без системного распределения тромболитических препаратов, EVMP может, кроме того, стать альтернативным подходом к лечению хирургической эмболэктомии легочной артерии у пациентов с крупномасштабной легочной эмболией и значительными противопоказаниями для фибринолиза. В подтверждение, недавний отчет о случае продемонстрировал возможность проведения тромболизиса во время ЭВМП в донорском легком, пораженном рассредоточенной эмболизацией, с улучшенным paO 2 , динамической податливостью и меньшим отеком легких, что позволяет провести последующую успешную трансплантацию ( 137 ) ( рис. 2B ).
Применение высоких доз терапевтических агентов, таких как антибиотики, во время ЭВМП требует инструментов биомониторинга для оценки концентрации препарата в тканях. Таким образом, новые методы, такие как ТФМЭ ex vivo в сочетании с жидкостной хроматографией/масс-спектрометрией, позволили быстро определить количество доксорубицина в легочной ткани свиньи путем введения микроволокна на 20 минут ( 138 ).
Учитывая, что многие агенты, потенциальные для применения EVMP, имеют короткую продолжительность жизни, необходимы дальнейшие исследования для определения идеального момента времени и продолжительности введения терапии. Примечательно, что недавний отчет продемонстрировал использование анти-CD31 для улучшения доставки наночастиц к эксплантированному эндотелию почки человека во время ЭВМП, который может служить депо для долгосрочного высвобождения лекарств, обеспечивая продолжение органоспецифической терапии после реимплантации ( 139 ). Наконец, EVMP может расширить потенциал новых методов генной терапии. Хотя они были одобрены FDA в течение последнего десятилетия, они связаны со значительным экономическим бременем, часто требующим многократного применения из-за недостаточной доставки ( 140 , 141 ). Здесь EVMP может поддерживать уровень лекарственного средства за счет изолированной перфузии органа-мишени без системного распределения лекарства, что значительно снизит затраты и может привести к более оптимизированному терапевтическому эффекту. В то же время препараты, которые показали многообещающие эффекты, но клиническое применение которых было затруднено из-за системных побочных эффектов ( 142 ), могут найти новые преимущества благодаря EVMP, сохраняющему системное воздействие.