Nowa dotacja w wysokości 1,7 miliona dolarów zbierze zespół naukowców, aby zbadać – i ostatecznie udaremnić – reakcję łańcuchową zachodzącą w organizmie po zatrzymaniu krążenia, która ostatecznie może prowadzić do uszkodzenia mózgu i śmierci.
„podczas gdy biologiczna sekwencja zdarzeń jest wyzwalana przez zatrzymanie krążenia, śmierć i niepełnosprawność związane z tym zdarzeniem jest wynikiem szerszego urazu ogólnoustrojowego spowodowanego początkową utratą przepływu krwi i późniejszym zapaleniem tkanek po przywróceniu krążenia krwi”, powiedział neurolog University of Rochester Medical Center Marc Halterman, MD, Ph.D., główny badacz badania. „W rzeczywistości to skumulowany wpływ tego ogólnoustrojowego urazu na mózg – a nie Serce-ostatecznie prowadzi do śmiertelności w tym zaburzeniu.”
każdego roku około 400 000 Amerykanów cierpi na zatrzymanie akcji serca. Pomimo poprawy resuscytacji przedszpitalnej i powszechnego stosowania indukowanej hipotermii, która może pomóc chronić tkankę przed uszkodzeniem z powodu braku przepływu krwi, mniej niż 30 000 (7,6 procent) pacjentów z zatrzymaniem krążenia ostatecznie przeżyje do wypisu ze szpitala.
w ciągu kilku minut od resuscytacji w całym organizmie rozwija się złożona sekwencja zdarzeń z udziałem układu sercowo-naczyniowego, odpornościowego i oddechowego. Uszkodzenie tkanek spowodowane wstrzymaniem i przywróceniem przepływu krwi w połączeniu z czynnikami prozapalnymi uwolnionymi z przewodu pokarmowego powoduje silną ogólnoustrojową odpowiedź zapalną.
te sygnały molekularne z kolei aktywują krążące neutrofile, które służą jako „pierwsi reagujący” układ odpornościowy kierując je do miejsc urazu, gdzie nieumyślnie powodują dalsze uszkodzenia. Naukowcy spekulują, że ten łańcuch zdarzeń powoduje, że układ odpornościowy przechodzi w nadbieg, a komórki odpornościowe, w tym neutrofile, ostatecznie pracują w ośrodkowym układzie nerwowym, gdzie atakują i zabijają komórki mózgowe.
„podczas gdy zazwyczaj kojarzymy neutrofile z pierwszą linią obrony układu odpornościowego przed inwazyjnymi patogenami, w następstwie zatrzymania akcji serca mogą one faktycznie działać bardziej jak wróg wewnątrz, dodając paliwo do ognia”, powiedział Halterman.
atak na mózg jest opóźniony i osiąga szczyt kilka dni po zatrzymaniu; w związku z tym naukowcy spekulują, że koncentrując się na wczesnych etapach tej odpowiedzi, mogą być w stanie znaleźć sposób na wyeliminowanie neutrofili na przejściu, zapobiegając ich aktywacji i mobilizacji w tkance, która próbuje odzyskać siły po początkowych skutkach utraty przepływu krwi. Nowe badania skupią się przede wszystkim na płucach jako potencjalnym miejscu interwencji terapeutycznej, gdzie aktywacja neutrofili może być modyfikowana lub zapobiegana.
ze względu na złożony, wielosystemowy charakter projektu, w badaniach weźmie udział zespół naukowców, w tym dr Michael O ’ Reilly i dr Arshad Rahman z Wydziałem pediatrii oraz dr Minsoo Kim z Wydziałem Mikrobiologii i Immunologii. Prace nad projektem sfinansuje Narodowy Instytut zaburzeń neurologicznych i udarów mózgu (NINDS). Wstępne badania były wspierane fundusze pilotażowe z programu Schmitt na integracyjne badania mózgu do Halterman I O ’ Reilly. Dodatkowe wsparcie zostanie udzielone poprzez niedawne stypendium z NINDS przyznane Nguyen Mai, M. D./Ph. d. student w laboratorium Haltermana, który odegrał kluczową rolę w zbieraniu wstępnych danych wymaganych do wniosków o dotacje.