ett nytt bidrag på 1,7 miljoner dollar kommer att samla ett team av forskare för att studera – och i slutändan motverka – kedjereaktionen som uppstår i kroppen efter hjärtstopp som i slutändan kan leda till hjärnskador och död.
” medan den biologiska sekvensen av händelser utlöses av hjärtstopp, är död och funktionshinder i samband med denna händelse resultatet av en bredare systemisk skada orsakad av den initiala förlusten av blodflöde och efterföljande vävnadsinflammation när blodcirkulationen återställs”, säger University of Rochester Medical Center neurolog Marc Halterman, MD, Ph.D., studiens huvudforskare. ”Det är faktiskt den kumulativa effekten av denna systemiska skada på hjärnan – och inte hjärtat – som i slutändan leder till dödlighet i sjukdomen.”
varje år drabbas cirka 400 000 amerikaner av hjärtstopp. Trots förbättringar i återupplivning före sjukhus och den utbredda användningen av inducerad hypotermi, som kan hjälpa till att skydda vävnad från skador på grund av brist på blodflöde, kommer färre än 30 000 (7,6 procent) hjärtstilleståndspatienter i slutändan att överleva till sjukhusutsläpp.
inom några minuter efter återupplivning utvecklas en komplex sekvens av händelser i hela kroppen som involverar kardiovaskulära, immun-och respiratoriska system. Vävnadsskadorna orsakade av upphörande och återställande av blodflödet kombinerat med proinflammatoriska faktorer som frigörs från mag-tarmkanalen utlöser ett robust systemiskt inflammatoriskt svar.
dessa molekylära signaler aktiverar i sin tur cirkulerande neutrofiler, som fungerar som immunsystemets ”första responders” som kanaliserar dem till skadeställen där de oavsiktligt orsakar ytterligare skador. Forskare spekulerar i att denna händelsekedja får immunsystemet att gå in i overdrive och immunceller, inklusive neutrofiler, arbetar så småningom in i centrala nervsystemet där de attackerar och dödar hjärnceller.
”medan vi vanligtvis associerar neutrofiler med immunsystemets första försvarslinje mot invaderande patogener, kan de i efterdyningarna av ett hjärtstopp faktiskt agera mer som fienden inom genom att lägga bränsle till elden”, säger Halterman.
attacken på hjärnan är försenad och toppar dagar efter arresteringen; följaktligen spekulerar forskare att genom att fokusera på de tidiga stegen i detta svar kan de kunna hitta ett sätt att leda neutrofiler vid passet genom att förhindra deras aktivering och mobilisering i vävnad som försöker återhämta sig från de initiala effekterna av förlusten av blodflödet. Den nya forskningen kommer främst att fokusera på lungorna som en potentiell plats för terapeutisk intervention där aktiveringen av neutrofiler kan modifieras eller förhindras. på grund av projektets komplexa, multisystemkaraktär kommer forskningen att samla ett team av forskare, inklusive Michael O ’ Reilly, Ph.D. och Arshad Rahman, Ph. D. med Institutionen för pediatrik och Minsoo Kim, Ph. D. med Institutionen för mikrobiologi och immunologi. National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS) kommer att finansiera arbetet med projektet. De första studierna stöddes pilotmedel från Schmitt-programmet om integrativ hjärnforskning till Halterman och O ’ Reilly. Ytterligare stöd kommer att ges genom ett nyligen stipendium från NINDS som tilldelats Nguyen Mai, en doktorand/doktorand i Haltermans lab, som spelade en nyckelroll för att samla in de preliminära uppgifter som krävs för bidragsansökningarna.