Достижения в области экстренной медицины и хирургии травм существенно повлияли на выживаемость пациентов в первые дни после серьезных травм, включая ожоги. Пациенты, которые выживают сразу после полученных травм, в настоящее время подвергаются наибольшему риску инфекций – особенно подавляющей, опасной для жизни иммунной реакции, известной как сепсис, – или полиорганной недостаточности, вызванной воспалением. Теперь разработанное исследователями Массачусетской больницы общего профиля (MGH) устройство, которое измеряет движение ключевых иммунных клеток, может помочь определить, какие пациенты подвергаются наибольшему риску осложнений, а новое лечение, которое непосредственно устраняет причину таких осложнений, может предотвратить многие связанные с этим смертельные случаи.
"Каждый третий пациент с ожоговыми травмами, который умирает в отделении интенсивной терапии, умирает из-за септических осложнений," говорит Дэниел Иримиа, доктор медицины, доктор медицины отделения хирургии MGH, автор-корреспондент отчета в июньском журнале FASEB. "В первые дни после травмы белые кровяные тельца, называемые нейтрофилами, могут потерять способность перемещаться к месту травмы. На животной модели ожоговой травмы мы обнаружили, что смерть из-за септических осложнений можно предотвратить с помощью лечения, которое восстанавливает правильное движение нейтрофилов."
Самый распространенный тип белых кровяных телец, нейтрофилы являются частью врожденной иммунной системы и первой линией защиты организма от инфекций. Обычно нейтрофилы притягиваются к месту инфекции химическими сигналами от бактерий или поврежденных клеток. Однако недавно было обнаружено, что у пациентов с серьезными ожоговыми травмами способность нейтрофилов следовать этим сигналам снижается вскоре после травмы. Это нарушение не только снижает доступность клеток для борьбы с инфекцией в месте повреждения, но и неправильно направленные нейтрофилы также могут атаковать здоровые ткани, способствуя органной недостаточности. Настоящее исследование было разработано для анализа изменений скорости и направления движения нейтрофилов после ожогового повреждения и для изучения того, могут ли недавно идентифицированные молекулы, называемые резольвинами, которые обычно действуют для прекращения воспалительного процесса после исчезновения инфекции, также восстановить нормальное движение нейтрофилов после ожоги.
Используя микрофлюидное устройство, которое измеряет движение нейтрофилов, разработанное в Ресурсном центре MGH BioMEMS, исследователи впервые подтвердили, что способность нейтрофилов от ожоговых крыс двигаться в направлении химического сигнала повреждения постепенно ухудшается – как в скорости, так и в точности – с течением времени. В то время как клетки неповрежденных животных двигались быстро и напрямую через серию микроканалов в направлении сигнала повреждения, клетки из образцов крови, взятых через 9 дней после травмы, оказались захваченными устройством или в обратном направлении. Затем исследователи показали, что применение резолвина D2 значительно улучшило способность нейтрофилов к миграции in vitro от сожженных животных.
Эксперименты на живых крысах показали, что лечение резольвином D2 восстанавливало соответствующее движение нейтрофилов, и этот эффект длился не менее двух дней после окончания лечения. Кроме того, когда животные, получившие ожог, подвергались второй травме, вызывающей сепсис, лечение резольвином D2 значительно увеличивало выживаемость. Например, в группе крыс, которым инъецировали бактериальный токсин через девять дней после ожоговой травмы, все те, кто предварительно лечился резольвином, выжили, в то время как все нелеченные животные погибли.
"Наша способность детально измерять движение нейтрофилов дала нам информацию, необходимую для разработки оптимальной дозировки и продолжительности лечения резольвином для обгоревших крыс. Наши результаты также показывают, что подвижность нейтрофилов может быть полезным биомаркером фактического риска септических осложнений у пациентов," говорит Иримиа, доцент кафедры хирургии Гарвардской медицинской школы, которая также связана с детской больницей Шрайнера. "Наши эксперименты на животной модели показывают, что лечение на основе резольвина может предотвратить эти осложнения за счет восстановления собственных ресурсов организма, позволяя ему реагировать на вторичные инфекции, что может ежегодно спасать сотни пациентов от ожогов. "