TRATTAMENTI NEUROPROTETTIVI SU DANNO DA ISCHEMIA/RIPERFUSIONE IN MODELLI SPERIMENTALI DI ARRESTO CARDIACO ED EXTRA CORPOREAL LIFE SUPPORT

INTRODUZIONE: La sopravvivenza dopo un arresto cardiaco è strettamente correlata a una precoce riperfusione e ripresa della circolazione sanguigna spontanea (ROSC). Tuttavia, la sopravvivenza dipende anche dall’instaurarsi di una serie di meccanismi fisiopatologici che caratterizzano la cosiddetta sindrome post arresto. Tra i più importanti meccanismi c’è lo sviluppo di un danno cerebrale. Nonostante l’avanzamento delle tecniche di riperfusione anche tramite aiuto di extracorporeal life support (ECLS) la sopravvivenza a 30 giorni dei pazienti che superano l’evento acuto arresto cardiaco è inferiore al 30%. SCOPO: Scopo degli studi effettuati durante il Corso di Dottorato in Scienze Cardiovascolari è stato di studiare le capacità neuro protettive di diversi approcci terapeutici applicati in 3 modelli sperimentali di arresto cardiaco trattato con ECLS. I trattamenti studiati sono stati: ipotermia terapeutica, ipotermia farmacologica, infusione della soluzione ALM (Adenosina-Lidocaina-Magnesio), perfusione cerebrale selettiva anterograda (SCP) durante arresto di circolo, infusione di Ossido Nitrico gassoso (NO), e riscaldamento lento dopo ipotermia accidentale. MATERIALI E METODI: Tutti gli esperimenti si sono svolti su ratti di sesso maschile, del ceppo Sprague Dawley, del peso di circa 500 g nelle strutture del CIRSAL (Centro Interdipartimentale di Servizio alla Ricerca Sperimentale) presso la Facoltà di Medicina e Chirurgia di Verona. In particolare, sono stati ideati, realizzati ed utilizzati 3 modelli sperimentali di arresto cardiaco e riperfusione con circuito miniaturizzato di Circolazione Extra Corporea (CPB): Modello di arresto cardiaco sottoposto ad ECLS, modello di arresto di circolo e SCP in CPB, modello di arresto cardiaco da ipotermia accidentale e riscaldamento tramite ECLS. RISULTATI: Nel modello di arresto cardiaco sottoposto a ECLS dall’analisi western blot dei cervelli congelati si è evidenziato un ruolo protettivo, antinfiammatorio (IL-10, IL-6, MCP1, iNOS) e anti-apoptotico (RBM3) dell’ipotermia topica e dell’ipotermia farmacologica indotta con WIN55-212. Lo stesso modello di arresto è stato utilizzato sottoponendo un gruppo di ratti a trattamento con ALM: le analisi sui cervelli congelati hanno mostrato un certo grado di riduzione dell’infiammazione (IL-6, Il-10) ma senza risultati definitivi certi. Molto più efficace si è invece dimostrato il trattamento con ossido nitrico inalatorio somministrato tramite ossigenatore con riduzione della risposta infiammatoria e dell’ipossia visualizzata su preparati di cervelli in formalina con marker immunofluorescenti per microglia (Iba1) e per Tioli. Nel modello di arresto di circolo e SCP in CPB, durante gli esperimenti è stato possibile realizzare l’obiettivo di dimostrare la validità del nuovo modello attraverso l’analisi EEG, i preparati istologici e l’analisi dei marker di biologia molecolare (Caspasi 3, RBM3, VEGF, PARP) ma non è stata dimostrata l’efficacia del trattamento con ALM infusa direttamente nel circolo cerebrale. Nel modello di arresto cardiaco da ipotermia accidentale e riscaldamento tramite ECLS è stato possibile evidenziare l’importanza di un riscaldamento lento rispetto ad un riscaldamento veloce tramite riduzione dell’attivazione della microglia (Iba1) riduzione, evidenziato alla analisi con Risonanza Magnetica, dell’edema cerebrale e miglioramento della perfusione cerebrale a 24 ore dall’arresto e riduzione dei marker infiammatori e di stress ossidativo evidenziati all’analisi immunoistochimica (TNFα, IL-6, CCl5, ICAM1, Malondialdeide, Nitrotirosina). CONCLUSIONI: La frequenza in questi anni nel reparto di Cardiochirurgia ha fatto crescere in me la consapevolezza dell’importanza di trovare metodi sempre migliori e più efficaci per ridurre i danni cerebrali dopo arresto cardiaco o arresto di circolo durante chirurgia dell’arco aortico. Gli studi effettuati sui modelli sperimentali creati presso il laboratorio di ricerca cardiovascolare durante i 3 anni di Dottorato si sono evoluti portando alla creazione di modelli sperimentali sempre più realistici e complessi che riproducono ciò che avviene nella pratica clinica. Il lavoro effettuato pone delle basi scientifiche e metodologiche per la realizzazione di nuovi ulteriori studi sviluppando con ulteriori analisi i trattamenti sperimentali già proposti e utilizzando i nostri modelli sperimentali per studi su nuovi trattamenti nel campo della cardio e neuroprotezione nel danno da ischemia e riperfusione post arresto cardiaco accidentale o cardioplegico.