Περισσότερο φως στον μηχανισμό που οδηγεί σε καρδιακή ανεπάρκεια και θνησιμότητα στη σήψη
Τον μηχανισμό που βασίζεται στην απώλεια ενέργειας από την καρδιακή δυσλειτουργία και οδηγεί στη σήψη περιγράφουν σε πρόσφατη μελέτη τους Έλληνες επιστήμονες της Ιατρικής Σχολής «Lewis Katz» στο Πανεπιστήμιο Τεμπλ της Φιλαδέλφειας των ΗΠΑ, σε συνεργασία με ερευνητές του Πανεπιστημίου Κολούμπια στη Νέα Υόρκη, ανοίγοντας έτσι τον δρόμο προς την ανάπτυξη νέων θεραπειών που θα μπορούσαν να σώσουν ανθρώπινες ζωές.
Περίπου ένα εκατομμύριο άνθρωποι στις Ηνωμένες Πολιτείες Αμερικής πλήττονται ετησίως από την πάθηση της σήψης και από αυτούς περίπου το ένα πέμπτο πεθαίνουν. Το ποσοστό θνησιμότητας ανεβαίνει κατακόρυφα στο 80% όταν εμφανίζονται καρδιαγγειακές επιπλοκές. Ο καρδιακός μυς, ο οποίος αποδυναμώνεται από τη φλεγμονή που προκαλείται κατά τη σήψη, δεν είναι σε θέση να παράγει την ενέργεια που χρειάζεται και ως εκ τούτου παρατηρείται σοβαρή μείωση της ροής του αίματος και της παροχής οξυγόνου στους ιστούς που τελικά οδηγεί σε ανεπάρκεια των οργάνων.
«Η σήψη οφείλεται σε λοίμωξη, η οποία διεγείρει ισχυρή φλεγμονώδη αντίδραση προκαλώντας αυξημένο οξειδωτικό στρες στα καρδιακά μυϊκά κύτταρα» εξηγεί ο Κωνσταντίνος Δροστάτος, PhD, επίκουρος καθηγητής στο Τμήμα Φαρμακολογίας, στο Κέντρο Μεταφραστικής Ιατρικής και το Κέντρο Μεταβολικών Νοσημάτων της ιατρικής σχολής του Πανεπιστημίου Τεμπλ, και από τους δύο κύριους ερευνητές της νέας μελέτης. Ωστόσο, οι αντιφλεγμονώδεις θεραπείες δεν βελτίωσαν την επιβίωση. «Πιστεύουμε ότι αυτό συμβαίνει επειδή δεν υπάρχει αρκετός χρόνος ώστε να δράσουν έγκαιρα τα αντιφλεγμονώδη φάρμακα πριν αρχίσουν να παρουσιάζουν ανεπάρκεια τα κρίσιμα όργανα του ανθρώπινου οργανισμού» σημειώνει.
Στη νέα τους έρευνα, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό JCI Insight, ο Δρ Δροσάτος και οι συνεργάτες του προτείνουν μια νέα προσέγγιση, η οποία ανοίγει ένα νέο παράθυρο στην εφαρμογή υποστηρικτικών και αντιφλεγμονωδών θεραπειών. Σε ένα μοντέλο ποντικού σε σήψη, οι ερευνητές δείχνουν ότι παρεμποδίζοντας την ενεργοποίηση ενός ενζύμου –γνωστού ως NADPH οξειδάση 2 (NOX2)– στην καρδιά, μειώνεται το οξειδωτικό στρες κι έτσι επιτρέπεται η συνέχιση παραγωγής ενέργειας στην καρδιά, γεγονός που θα μπορούσε να ωφελήσει σημαντικά την επιβίωση των ασθενών με σήψη όταν αυτή η προσέγγιση εφαρμοστεί σε κλινικό επίπεδο.
Η μελέτη, στην οποία συμμετείχαν δύο νέες Ελληνίδες ερευνήτριες, η Δρ Δήμητρα Κοκκινάκη και η Μεσελέ-Χριστίνα Βαλέντη, αποτελεί συνέχεια προηγούμενων ερευνών του Δρ Δροσάτου, ο οποίος ήταν μεταξύ των πρώτων που ασχολήθηκαν με τη σημασία της παραγωγής ενέργειας στα όργανα ως εναλλακτική προσέγγιση στην κατανόηση και την αντιμετώπιση της σήψης. Δύο προηγούμενες μελέτες όπου χρησιμοποιήθηκαν μοντέλα ποντικών σε σήψη έδειξαν ότι η προαγωγή της παραγωγής ενέργειας στην καρδιά διορθώνει την καρδιακή δυσλειτουργία και βελτιώνει την επιβίωση των μοντέλων σήψης που χρησιμοποίησαν. Ωστόσο, η μηχανιστική σχέση μεταξύ της καρδιακής δυσλειτουργίας και της σήψης παρέμεινε ασαφής.
Ο Δρ Δροσάτος και οι συνεργάτες του από την ερευνητική ομάδα του John Morrow στο Τμήμα Ιατρικής του Τμήματος Καρδιολογίας στο Πανεπιστήμιο Κολούμπια της Νέας Υόρκης επικέντρωσαν τις προσπάθειές τους στο ένζυμο NOX2, λόγω του ότι η ενεργοποίησή του οδηγεί στην παραγωγή τοξικών χημικών μορίων που οδηγούν σε οξειδωτικό στρες στην καρδιά. «Τα αυξημένα επίπεδα δραστικών ειδών οξυγόνου αποτελούν βασικό χαρακτηριστικό της καρδιακής δυσλειτουργίας κατά τη διάρκεια της σήψης» δήλωσε ο Δρ Δροσάτος. «Τα μιτοχόνδρια, οι ενεργειακές μηχανές των κυττάρων, είναι ιδιαίτερα ευάλωτα στις βλάβες από αυτά τα μόρια και αυτό φαίνεται να αποτελεί καταλυτικό παράγοντα στην παραγωγή ενέργειας στην περιοχή της καρδιάς και ίσως και σε άλλα όργανα».
Προκειμένου να αποσαφηνιστεί η σχέση μεταξύ της ενεργοποίησης του ενζύμου NOX2, των δραστικών ειδών οξυγόνου, της μιτοχονδριακής βλάβης και της παραγωγής ενέργειας στα καρδιακά μυϊκά κύτταρα κατά τη διάρκεια της σήψης, οι ερευνητές πραγματοποίησαν πειράματα σε απομονωμένα καρδιομυοκύτταρα ποντικών που υποβλήθηκαν σε θεραπεία με λιποπολυσακχαρίτη ενδοτοξίνης (LPS) που μιμείται τα φαινόμενα που λαμβάνουν χώρα στη σήψη. Στη συνέχεια, τα κύτταρα υποβλήθηκαν σε αγωγή με έναν αναστολέα ΝΟΧ2. Μετά τα επιτυχή αποτελέσματα με τον αναστολέα σχετικά με τη μείωση του οξειδωτικού στρες, πραγματοποίησαν ανάλογη παρέμβαση σε ποντίκια. Μέτρηση με υπέρηχο καρδιάς έδειξε βελτίωση της καρδιακής λειτουργίας σε σηπτικά ζώα που έλαβαν θεραπεία με αναστολέα NOX2.
«Σήμερα, η κύρια προσέγγιση της θεραπείας της σήψης είναι υποστηρικτική» δήλωσε ο Δρ Δροσάτος και πρόσθεσε: «Βάσει των τελευταίων μας ευρημάτων, οι υποστηρικτικές και αντιφλεγμονώδεις θεραπείες θα παραμείνουν ως βάση. Διασφαλίζοντας όμως ότι η καρδιά και ίσως και άλλα όργανα συνεχίζουν να παράγουν ενέργεια που χρειάζεται για τη λειτουργία τους, θα μπορούσαμε να παράσχουμε πρόσθετο χρόνο για να λειτουργήσουν οι θεραπείες πριν φτάσουμε σε μη αναστρέψιμη πολυοργανική ανεπάρκεια».
Ο Δρ Δροσάτος και οι συνεργάτες του στρέφονται τώρα προς τον άνθρωπο, επεκτείνοντας την έρευνά τους σε ανθρώπινα κύτταρα. «Εάν οι θεραπείες είναι επωφελείς, όπως ήταν στα ποντίκια, ελπίζουμε σύντομα να δράσουμε σε συνεργασία με κλινικές ομάδες ούτως ώστε να μεταφράσουμε τις μελέτες μας σε ανθρώπους ασθενείς» είπε.