Ośrodek medyczny uniwersytetu im. Radbouda (Radboudumc) w Nijmegen w Holandii dąży do wywarcia istotnego wpływu na opiekę zdrowotną nad pacjentami. Motto szpitala brzmi: „od cząsteczki, przez człowieka do całej populacji”. Placówka ta jest uznanym na całym świecie nowym centrum doskonałości zajmującym się rozwijaniem metod leczenia wielu chorób w tym również uczestniczy w wielu międzynarodowych projektach badawczych. Naukowcy z oddziału intensywnej opieki medycznej (OIOM) tego ośrodka prowadzą badania dotyczące głównej przyczyny zgonów na oddziałach OIOM — posocznicy, która jest trudnym do zwalczenia zespołem objawów w reakcji na zakażenie o śmiertelności na poziomie 30%. W ciężkich przypadkach może dojść do uszkodzenia lub niewydolności narządów. Nowe spostrzeżenia dotyczące występowania posocznicy mogą ułatwić znalezienie nowych i skutecznych metod leczenia. Ponieważ długoterminowe przechowywanie próbek ma kluczowe znaczenie dla powodzenia tych ogólnoświatowych badań, zamrażarki VIP ECO stanowią podstawowe wyposażenie na potrzeby badań naukowych.
Naukowcy od lat przyglądają się metodom leczenia wspomagającego, które byłyby skuteczne w przypadku posocznicy, a branża farmaceutyczna zainwestowała miliony w opracowanie potencjalnych leków, jednak te starania nie przyniosły do tej pory żadnych pozytywnych rezultatów. Pomimo znacznych postępów w opiece wspomagającej, obejmującej między innymi podawanie płynów, stosowanie leków wazopresyjnych oraz wentylacji mechanicznej, żadna z opracowanych do tej pory potencjalnych metod leczenia uzupełniającego nie doprowadziła do zmniejszenia umieralności z powodu tej choroby. Matthijs Kox, adiunkt w Katedrze Intensywnej Terapii, bada wraz ze swoim zespołem składającym się z 15 naukowców aspekty immunologiczne posocznicy. Uważają oni, że leki immunostymulujące mogą być już w niedalekiej przyszłości nową, skuteczną metodą leczenia pacjentów z posocznicą.
Progresja posocznicy
W przypadku posocznicy wyróżniamy dwa odmienne fenotypy immunologiczne. Fenotyp nadmiernej odpowiedzi zapalnej charakteryzuje się silną reaktywnością układu odpornościowego, której często towarzyszy niskie ciśnienie krwi oraz wysoka częstość rytmu pracy serca. Tym objawom można przeciwdziałać za pomocą leków wspomagających, takich jak płyny i leki wazopresyjne. Drugi fenotyp, określany mianem porażenia immunologicznego, charakteryzuje się wyczerpaniem układu immunologicznego, który nie jest w stanie zwalczać (wtórnych) zakażeń. Naukowcy zajmujący się posocznicą są coraz bardziej świadomi, że pacjenci z tym drugim fenotypem są szczególnie bezbronni, a prawdopodobieństwo zgonu jest w ich przypadku znacznie większe. Dlatego też w leczeniu tej choroby przydatne mogą być leki immunostymulujące. Leczenie wspomagające u pacjentów przebywających na oddziałach OIOM może zapobiec zgonom poprzez wsparcie działania wazopresyjnego, czynności oddechowej i pracy serca. Co więcej, obejmuje ono leki, takie jak produkty lecznicze o działaniu przeciwdiuretycznym i antybiotyki. Mimo to u wielu pacjentów nadal może dojść do porażenia immunologicznego. W związku z tym lekarze z oddziałów OIOM muszą nie tylko zwalczać pierwotne zakażenie, lecz również zakażenia wtórne, które mogą doprowadzić do uszkodzenia narządów (nerek, serca lub płuc) oraz zgonu.
Świt medycyny spersonalizowanej
Krokiem naprzód w praktyce klinicznej byłaby ocena, czy u pacjenta występuje fenotyp nadmiernej odpowiedzi zapalnej, czy też porażenia immunologicznego, a także uwzględnienie niejednorodności wśród pacjentów z posocznicą. Celem jest zidentyfikowanie, która metoda leczenia lub lek daje największe szanse na skuteczne leczenie w danym przypadku klinicznym.
„Naszym celem jest wprowadzenie do praktyki klinicznej spersonalizowanego leku na posocznicę” — jak zauważył Matthijs Kox. „Prowadzimy badania naukowe nad nowymi markerami, które mogą pozwolić na identyfikację fenotypu immunologicznego u pacjentów z posocznicą. W tym celu pracujemy na różnych poziomach: diagnostyki, leczenia, fundamentalnych badań naukowych dotyczących mechanizmów leżących u podstaw oraz badań naukowych u zdrowych ochotników i pacjentów z posocznicą. Translacyjny charakter tych badań naukowych ułatwia interpretację wyników i przyczynia się do rozwiązania zagadki, co, miejmy nadzieję, ostatecznie doprowadzi do opracowania nowych, skutecznych leków.
Krok pomiędzy modelem zwierzęcym a pacjentem
Ważnym osiągnięciem naukowców z ośrodka Radboudumc jest model ludzkiej endotoksemii, który funkcjonuje w zaledwie kilku ośrodkach na świecie. „Ten model to idealny łącznik pomiędzy doświadczeniami u zwierząt a pacjentami z posocznicą. Może szczegółowo pokazać, w jaki sposób lek wpływa na układ odpornościowy człowieka, w warunkach in vivo u ludzi, zanim przejdziemy do leczenia faktycznych pacjentów” — jak stwierdził Matthijs Kox. „W tym modelu zdrowym uczestnikom wstrzykuje się lipopolisacharyd (LPS). Ta tak zwana endotoksyna to makrocząsteczka znajdująca się w zewnętrznej błonie bakterii Gram-ujemnych.
System odpornościowy reaguje na LPS tak, jakby to była zwykła bakteria, ale ponieważ jest to martwa postać drobnoustroju, nie dochodzi do namnażania bakterii. Z tego powodu jest to bardzo bezpieczny model, w którym można indukować kontrolowaną reakcję immunologiczną. Po podaniu LPS uczestnicy przejściowo chorują i występują u nich objawy, takie jak podwyższona temperatura, większa częstość rytmu pracy serca, niższe ciśnienie krwi i objawy grypopodobne, takie jak dreszcze i bóle głowy. Co więcej, w ich układzie odpornościowym zachodzą kolejne zmiany, które można scharakteryzować poprzez mierzenie we krwi stężeń określonych cząsteczek zapalnych zwanych cytokinami. W tym modelu badane są różne interwencje modulujące działanie układu odpornościowego w celu ustalenia, czy wywierają one pozytywny, czy też negatywny wpływ na reakcję immunologiczną. Piękno tego modelu polega na tym, że można w nim badać oba fenotypy immunologiczne posocznicy — nadmiernej odpowiedzi zapalnej oraz porażenia immunologicznego”. „Poza pomiarem stężeń cytokin zapalnych w krwiobiegu nasz zespół badawczy korzysta również z innych technik, takich jak cytometria przepływowa, która jest wykorzystywana do badania ekspresji białek na powierzchni żywych komórek oraz w ich wnętrzu, i ilościowa reakcja łańcuchowa polimerazy (qPCR) pozwalająca na ocenę ekspresji genów” — jak wyjaśniła to Jelle Gerretsen, technik naukowy w ośrodku Radboudumc. „Wykorzystujemy również pracę z komórkami w warunkach in vitro, która jest prowadzona w naszym laboratorium medycyny wewnętrznej, ponieważ tutaj nie mamy możliwości prowadzenia hodowli komórkowych”.
Więcej przestrzeni do zamrażania
Wraz ze wzrostem liczby badań nad posocznicą, z których część jest prowadzona we współpracy z firmami farmaceutycznymi, potrzebna jest większa przestrzeń do zamrażania w celu długoterminowego przechowywania próbek na oddziale OIOM (próbki wymagają przechowywania przez okres od pięciu do nawet piętnastu lat). W celu zapewnienia dodatkowej przestrzeni do przechowywania dla oddziału zakupiono nową zamrażarkę VIP ECO (MDF-DU700VH) o temperaturze –86°C.
Fundamentalna niezawodność
„Kluczowe jest, aby nasze systemy cały czas dobrze funkcjonowały. Prowadzenie badania dotyczącego LPS jest bardzo pracochłonne i kosztowne. To niezwykle ciężka praca, wymagająca miesięcy przygotowań i skomplikowanej logistyki” — jak powiedziała Jelle. „Cyfrowa rejestracja temperatury jest absolutną koniecznością w naszych badaniach naukowych oraz w około 20 komercyjnych badaniach klinicznych, w których uczestniczymy”.
Sprzęt firmy Panasonic
Zamrażarka ultraniskotemperaturowa VIP ECO ULT (MDF-DU700VH) to pierwsza zamrażarka zakupiona przez oddział intensywnej opieki medycznej szpitala Radboudumc. „Jesteśmy bardzo zadowoleni z naszego dostawcy zamrażarek, firmy PHC Europe B.V. Nigdy nie mieliśmy żadnych problemów z oferowanymi przez nią produktami” — jak powiedział Matthijs. „Być może w niedalekiej przyszłości zakupimy również nowe produkty firmy PHCbi, gdyż do tej pory jesteśmy zadowoleni z oferowanych przez nią urządzeń”.