Lactato sanguíneo como biomarcador de disfunção de órgãos na sepse experimental

Abstract

A sepse é uma disfunção orgânica originada por uma resposta imune desordenada do hospedeiro frente a uma infecção e está associado ao maior risco de mortalidade. Os modelos experimentais em animais são ferramentas eficientes para avaliar e compreender a fisiopatologia e explorar novas terapias, como o modelo de ligadura e punção cecal (CLP), técnica simples e de baixo custo que reproduz a progressão da sepse humana. Entretanto, cerca de 30% dos animais com CLP não manifestam quaisquer anomalias cardiovasculares, o que requer um maior número de repetições devido à considerável variabilidade do modelo. Dessa forma, a identificação de biomarcadores que possam prever precocemente o colapso cardiovascular na sepse seria de imenso benefício para melhorar os estudos não clínicos, aprimorando os modelos experimentais e aperfeiçoando a sua aplicação clínica. Assim, o objetivo do trabalho foi avaliar o lactato sanguíneo como marcador prognóstico de severidade em modelo experimental de sepse em ratos. Para isso, ratos machos e fêmeas da linhagem Wistar 2 a 3 meses, CEUA nº 9845200921) foram distribuídos aleatoriamente em 2 grupos: grupo falso operado (Sham), e o CLP, nos quais foram realizados os procedimentos de ligadura e perfuração do ceco. Analisamos parâmetros temperatura, glicemia, lactato e escore de severidade antes da cirurgia, seis e doze horas após CLP. Vinte e quatro horas após induzir a sepse os animais foram anestesiados para análise de parâmetros cardiovasculares. Ao final das análises hemodinâmicas, o sangue foi coletado para AST, ALT, ureia e creatinina. Além disso, tecido do pulmão, coração e rim foram coletados para quantificação da mieloperoxidase. Para estabelecer um valor de corte capaz de distinguir animais saudáveis de doentes (sépticos) para cada uma das variáveis analisadas foi utilizado a curva ROC. Por intermédio dos pontos de cortes classificamos animais como saudável ou séptico para cada parâmetro analisado. Na sequência, determinamos o nível de lactato capaz de prever as alterações experimentais ocasionadas na sepse. Ao empregar a análise da curva ROC, estabelecemos que um valor de lactato de 2,45 mmol/L pode discriminar com precisão entre um rato exibindo uma resposta vasoconstritora normal e um rato vasoplégico com 84% de precisão (AUC: 0,84, IC: 0,67-1,00). A sensibilidade, que é a capacidade de identificar os ratos verdadeiros positivos, foi de 75% (IC: 41 ? 95), e a taxa de verdadeiros negativos foi de 81% (IC: 57 ? 93). Os valores de corte de lactato medido no tempo de 12 e 24 horas capaz prever e diagnosticar um colapso cardiovascular, renal e hepático foi 2,65 mmol/L. Portanto, a mensuração dos níveis de lactato na sepse pode servir como um biomarcador valioso no prognóstico para disfunção sistêmica na sepse experimental.

Abstract: Sepsis is an organic dysfunction caused by a disordered immune response of the host to an infection and is associated with a higher risk of mortality. Experimental animal models are efficient tools for evaluating and understanding pathophysiology and exploring new therapies, such as the cecal ligation and puncture (CLP) model, a simple and low-cost technique that reproduces the progression of human sepsis. However, around 30% of animals with CLP do not manifest any cardiovascular anomalies, which requires a greater number of repetitions due to model-specific variability. Therefore, the identification of biomarkers that can early predict cardiovascular collapse in sepsis would be of enormous benefit to improving nonclinical studies, improving experimental models and improving their clinical application. Thus, the objective of the work was to evaluate blood lactate as a prognostic marker of severity in an experimental model of sepsis in rats. For this, male and female Wistar rats 2 to 3 months old, CEUA nº 9845200921) were randomly distributed into 2 groups: sham operated group (Sham), and the CLP, in which cecum ligation and perforation procedures were performed. We analyzed parameters of temperature, blood glucose, lactate and severity score before surgery, six and twelve hours after CLP. Twenty-four hours after inducing sepsis, the animals were anesthetized for analysis of cardiovascular parameters. At the end of the hemodynamic analyses, blood was collected for AST, ALT, urea and creatinine. Additionally, lung, heart and kidney tissue were collected for myeloperoxidase quantification. To establish a cutoff value capable of distinguishing healthy animals from sick (septic) animals for each of the variables analyzed, the ROC curve was used. Using cutoff points, we classify animals as healthy or septic for each parameter analyzed. Next, we determined the lactate level capable of predicting the experimental changes caused by sepsis. By employing ROC curve analysis, we established that a lactate value of 2.45 mmol/L can accurately discriminate between a rat exhibiting a normal vasoconstrictor response and a vasoplegic rat with 84% accuracy (AUC: 0.84, CI : 0.67-1.00). Sensitivity, which is the ability to identify true positive mice, was 75% (CI: 41 ? 95), and the true negative rate was 81% (CI: 57 ? 93). The lactate cutoff values measured at 12 and 24 hours capable of predicting and diagnosing cardiovascular, renal and hepatic collapse were 2.65 mmol/L. Therefore, measuring lactate levels in sepsis can serve as a valuable biomarker in the prognosis for systemic dysfunction in experimental sepsis.