Технология метаболического мониторинга может помочь выявить больше донорских легких для трансплантации

Более трех четвертей предложенных для трансплантации донорских легких не используются, согласно данным Национального института качества здравоохранения и совершенствования медицинской помощи (NICE) Великобритании, что способствует хронической нехватке органов для пациентов с терминальной стадией заболевания легких.

Исследователи надеются, что новое медицинское устройство, включающее разработанную ими технологию мониторинга, в конечном итоге может помочь изменить эту ситуацию, непрерывно измеряя ключевые показатели функции легких во время сохранения донорских органов вне тела.

Непрерывный мониторинг важных показателей здоровья, или биомаркеров, может предоставить трансплантационным командам гораздо более своевременную и детальную информацию, чем почасовые лабораторные тесты, на которые они в настоящее время полагаются в клинической практике.

Новое устройство, называемое MetaboSense, было разработано в результате сотрудничества исследователей Университета Ватерлоо и клиницистов Университетской сети здравоохранения (UHN) в Торонто, где находится ведущая программа трансплантации легких.

Перед трансплантацией донорские легкие могут поддерживаться и оцениваться вне тела с использованием экс вivo перфузии легких (EVLP), сложной технологии, пионерски разработанной в UHN почти два десятилетия назад. Во время процесса EVLP хирурги оценивают состояние легких, в частности путем анализа уровней глюкозы и лактата в питательном растворе.

В настоящее время эти измерения проводятся примерно один раз в час и требуют ручного отбора образцов и лабораторного анализа. MetaboSense непрерывно контролирует те же биомаркеры, предоставляя трансплантационным командам более четкое и динамичное представление о функции легких во времени.

"Наша работа показывает, что важные метаболические изменения могут происходить в промежутках между ручными, почасовыми образцами," сказала д-р Махла Пудинех, профессор электротехники и компьютерной инженерии и Канадский научный руководитель по биомониторингу наномедицинских устройств в Ватерлоо.

"Отслеживание метаболической траектории легкого непрерывно, а не один раз в час, дало бы трансплантационным командам больше и лучше доказательств для потенциального решения о принятии или отклонении легкого для трансплантации."

Исследователи оценили MetaboSense в клинических экспериментах и экспериментах на EVLP, где он давал измерения, которые тесно совпадали с лабораторным анализом.

Исследователи надеются, что дополнительная информация, предоставляемая MetaboSense, поможет трансплантационным командам выявить больше жизнеспособных донорских легких и потенциально реабилитировать некоторые органы, которые в противном случае были бы отклонены.

Пудинех руководила исследованием вместе с д-ром Эндрю Сейджем, научным сотрудником в Торонтской больнице общего профиля UHN. Статья об исследовании "MetaboSense: интегрированный анализ, опосредованный квантовыми точками, и модульная микрофлюидная платформа для непрерывного мониторинга метаболизма легких во время экс вivo перфузии" была недавно опубликована в Advanced Science.

"Тесное сотрудничество с командой д-ра Пудинех в Университете Ватерлоо позволило нам разработать новый инструмент, который кардинально улучшит способ сбора данных во время EVLP," сказал Сейдж. "Предоставляя нам непрерывные, измеряемые в реальном времени показатели функции легких, эта технология может помочь нам лучше оценивать и предсказывать, как работают донорские легкие, и в конечном итоге помочь выявить больше легких, которые можно безопасно использовать для пациентов, нуждающихся в трансплантации."

Устройство мониторинга MetaboSense состоит из модульных стеклянных чипов размером примерно с предметные стекла микроскопа. Его модульная конструкция позволяет адаптировать технологию для экс вivo перфузии печени, почек, сердца и поджелудочной железы, где глюкоза и лактат также являются важными показателями здоровья органов.