A biofoton terápia a transzplantáció előtt eltávolítja a baktériumokat és a vírusokat a szervekből

Új technikát dolgoztak ki a szervek transzplantáció előtti ultraibolya és vörös fény besugárzásával történő fertőtlenítéséről brazil és kanadai kutatók, és ezt egy cikk írja le: "A hepatitis C vírus inaktiválása donor tüdőkben fényterápiákkal, normotermikus ex vivo tüdő perfúzió során". folyóiratban megjelent Nature Communications. A kutatást részben az Optikai és Fotonikai Kutatóközpontban (CEPOF) végezték, amelynek a São Paulo Egyetem (USP) adott otthont a São Paulo államban (Brazília).

terápia

"Ez a biofoton technika forradalmi, mivel segít elkerülni a betegségek átültetését a szervátültetés során" - mondta Vanderlei Bagnato, a São Paulo Egyetem rendes tanára, a São Carlos Fizikai Intézet (IFSC-USP) igazgatója és a CEPOF.

Bagnato csoportja a kanadai Torontói Egyetem kutatóival állt össze, amely a világ legnagyobb tüdőátültetési programjával rendelkezik, és csak 2018-ban 197 ilyen műtétet hajtott végre. A szolgálatot vezető mellkasi sebész, Marcelo Cypel szerint a transzplantációk száma nagyobb lehet, ha a szerveket fertőtleníteni lehet, különösen akkor, ha a leendő donor krónikus vírusfertőzésben szenved, például hepatitis C-ben.

"Eddig tíz beteget teszteltek [a biofoton terápia alkalmazásával]" - mondta Cypel. "Az új technika jelentősen csökkentette a transzplantációs szerv vírusterhelését ezek közül a betegek közül nyolcnál. Az eljárás két kivételével csak a vírust szüntette meg."

A cikkben leírt eljárás magában foglalja az ultraibolya és a vörös fény besugárzását, hogy csökkentse a fertőzött szervek vírus- és baktériumterhelését, hogy megakadályozza olyan betegségek, mint például a hepatitis átültetését a transzplantáltakba. Bagnato szerint a technikát kezdetben a tüdő kezelésére fejlesztették ki, de a máj és a vesék számára alkalmazzák. "Ez nagymértékben javíthatja a posztoperatív állapotokat a transzplantált betegek számára" - mondta. "Ez lehetővé teszi számunkra azokat a szerveket is, amelyeket jelenleg el kell utasítanunk a szennyezettség szintje miatt."

Kétlépéses fertőtlenítés

A tüdőt az átültetés előtt dekontaminálják, a vért konzerváló folyadékkal helyettesítve egy perfúziónak nevezett eljárásban, amelyet Kanadában a Cypel fejlesztett ki. "A perfúzió csökkenti a vírusos és baktériumterhelést, de nem tudja azokat teljesen megszüntetni. Ennek eredményeként a beteget a transzplantáció után három hónapig antibiotikumokkal és antivirális szerekkel kell kezelni" - magyarázta Cypel.

"Az átültetendő szervek vírusterhelésének, különösen a hepatitis C vírus további csökkentésének vagy megszüntetésének módjain gondolkodtam azon ultraibolya fény-mentesítési módszerek alkalmazásának lehetőségén, amelyeket általában a vér fertőtlenítésére használnak. Tehát körülbelül négy évvel ezelőtt, elkezdtünk együttműködni Bagnato-val és csapatával São Carlos-ban. Ő és kollégái átlátogattak hozzánk, és tanulmányozták a technikát. Csak egy hónappal később küldték el nekünk az ultraibolya besugárzás-mentesítő gép első prototípusát. "

"A São Carlos-i laboratóriumunkban kifejlesztett biofoton dekontaminációs technika két specifikus eljárásból áll, amelyeket egyidejűleg hajtanak végre" - mondta Cristina Kurachi, az IFSC-USP professzora és a projekt résztvevője.

A perfúzió során, miközben a folyadék kering az átültetendő tüdőben, a klinikusok molekulákat adnak a tüdőszövethez, és a biofoton dekontamináció közvetlenül a szervben megy végbe, vörös fénnyel besugárzva, 660 nanometer (nm) hullámhosszal, amíg a fotodinamikus oxidáció megszünteti a mikroorganizmusok a szövetben.

Ugyanakkor a vírusterhelést a keringő folyadék mossa le, amelyet 254 nm hullámhosszúságú ultraibolya besugárzással folyamatosan fertőtlenítenek.

"Az ultraibolya besugárzás közvetlenül elpusztítja a mikroorganizmusokat a baktériumokban és vírusokban található molekulák lebontásával. A baktériumok elpusztulnak, a vírusok pedig teljesen inaktiválódnak. A vörös fény besugárzása közvetetten fertőtlenít a fényérzékenység révén" - mondta Kurachi.

Ez a biofoton terápia egy fotoszenzibilizáló gyógyszer bevezetését jelenti a perfúziós folyadékba. A gyógyszer aktiválásához oxigénmolekulákra van szükség (amelyek vírusokban vannak jelen) és vörös fény besugárzására van szükség egy meghatározott hullámhosszon (660 nm). Amikor a fotoszenzibilizáló gyógyszert ebben a vörös fényben fürdik, molekulái elnyelik az energiát, amely a vírusban lévő oxigénmolekulákra kerül, erősen oxidálódva. Ez visszafordíthatatlan károsodást okoz számos vírus, köztük a hepatitis C vírus és a HIV-1 membránjaiban és genetikai anyagában.

"A perfúziós megoldás különleges és nagyon drága" - mondta Bagnato. "Úgy készült, hogy megőrizze az orgonát. A költség miatt a lehető legkevesebbet használják fel az eljárás során. Az általunk kifejlesztett technikának és felszerelésnek köszönhetően egy liter perfuzátum átöblíthető az orgonán. százszor a szennyező anyagok teljes eltávolításához. "

A módszert először transzplantációra elutasított emberi tüdőn tesztelték, hogy megállapítsák, csökkenthető-e a szövet vírusterhelése besugárzással. Cypel szerint a vírusterhelés drasztikusan csökkent az eljárás után. "A következő lépés az volt, hogy a sertés tüdejét ugyanazon eljárásnak vetették alá, majd átültették, hogy megnézzék, az eljárás biokémiai vagy morfológiai károsodást okozott-e a szövetekben. Nem" - mondta Cypel.

Végül a technikát betegeken tesztelték. "Az első tíz átültetésünk során az új technika kiküszöbölte a hepatitis C vírust a két betegnek adományozott szervekből. A másik nyolc betegnél a vírusterhelés a műtét után hirtelen visszaesett, de hét nappal később újra emelkedett, és a betegeknek vírusellenes vírust kellett kapniuk. három hónapig tartó kezelés "- mondta.

"Fontos megállapítás volt, hogy amikor a vírust nem sikerült megszüntetni, hét nap után újra megjelent a beteg laboratóriumi tesztjein. Ezzel az információval azóta két másik transzplantációt is elvégeztünk, ahol a vírusellenes kezelés az operáció utáni első héten összpontosult. A vírus mindkét esetben megszűnt "- mondta Cypel.

Bagnato szerint ezt a biofoton terápiát finomítani fogják, hogy a vírus- és baktériumterhelés még élesebb csökkenését biztosítsák, növelve a sikeres transzplantációk esélyét. "Célunk, hogy a fényalapú terápia kiküszöbölje az átültetendő szervek összes vírusos és bakteriális szennyeződését. Ha igen, akkor akár a perfuzátum nélkül is meg lehet oldani" - mondta.

A projekt klinikai részét Cypel és csoportja végzi Torontóban. Az IFSC-USP kutatói megtervezték az új biofoton technikát, kifejlesztették a műszereket, és részt vesznek az eredmények elemzésében. Bagnato és Kurachi mellett az IFSC-USP brazil csapatába Natalia Inada is beletartozik.

Kanadában szabadalmi bejelentést nyújtottak be, és két multinacionális vállalat érdeklődést mutatott a berendezések gyártásának és forgalmazásának lehetősége iránt. A kutatók most egy máj és a vese dekontaminációs programjának megvalósításán dolgoznak Brazíliában.

"Mindez csak a FAPESP RIDC programja által bevezetett filozófiának köszönhető, amely ösztönözött minket a nemzetközi együttműködésre és egyúttal gyakorlatilag releváns ismeretek előállítására is" - mondta Bagnato.

Több információ: Marcos Galasso és mtsai: A hepatitis C vírus inaktiválása a donor tüdőben fényterápiákkal normotermikus ex vivo tüdő perfúzió során, Nature Communications (2019). DOI: 10.1038/s41467-018-08261-z