Beschreibung der Studie

Im Rahmen dieses Projektes untersuchen wir Veränderungen der mikrobiellen Besiedelung verschiedener Körperstellen (Mikrobiom) bei herzchirurgischen Patienten mit generalisierter Entzündungsreaktion nach intraoperativer Verwendung einer Herz-Lungen-Maschine. Zusätzlich werden alle charakteristischen Stoffwechsel-Eigenschaften (Metabolom), der Aktivierungszustand der Gene während ihrer Verarbeitung (Transkriptom) und Marker von Entzündungsreaktionen gemessen. Alle Messwerte sollen mit dem Verlauf der Patienten nach der Operation abgeglichen werden. Ziel dieser Studie ist es, durch eine umfassende Analyse von Mikrobiom, Metabolom und Transkriptom verschiedene Verlaufsformen nach herzchirurgischen Operationen zu erkennen und deren unterschiedliche Prognose zu identifizieren.

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Studiendetails

Studienziel Primärer Endpunkt der Mikrobiomanalyse ist die quantitative Änderung der Diversität der vier dominierenden bakteriellen Phyla Firmicutes, Bacteroidetes, Proteobakterien und Aktinobakterien zwischen Baseline und den weiteren Untersuchungszeitpunkten. In einer explorativen Analyse sollen Mikroorganismen identifiziert werden, die als Treiber, Protektoren oder Biomarker von mit schlechten postoperativen Outcome assoziierten metabolischen Störungen oder veränderten Stoffwechselprozessen infrage kommen.
Status Teilnahme bald möglich
Zahl teilnehmender Patienten 100
Stationärer Aufenthalt Keiner
Finanzierungsquelle UKSH, Campus Kiel

Kostet die Teilnahme Geld?

Alle während der Studie durchgeführten Behandlungen und Untersuchungen sind für Sie kostenfrei.

Teilnahme­voraussetzungen

Einschlusskriterien

  • Geplante Operation unter Verwendung der Herz-Lungen-Maschine; volljährige einwilligungsfähige weibliche und männliche Patienten (Alter >18 Jahre); schriftliche Einverständniserklärung des Patienten.

Ausschlusskriterien

  • Vorbestehende Antibiotikatherapie
  • Analstenose, Blutungen oder Infektionen im Analbereich, Notfallindikation zur kardiochirurgischen Operation; Operationsindikation Endokarditis; Immunsuppression bzw. Therapie mit Glukokortikoiden oberhalb der Cushing-Schwelle (> 7,5 mg Prednisolon-Äquivalent); Bestehende chronisch-entzündliche Darmerkrankung; Nicht einwilligungsfähiger Patient/Patientin; Bestehende fortgeschrittene chronische Lebererkrankung der Child-Pugh-Klasse C; Frauen während der Schwangerschaft und Stillzeit; Teilnahme an einer klinischen Prüfung (Interventionsstudie) innerhalb der letzten 30 Tage; Aktuelle Teilnahme an einer anderen klinischen Prüfung (Interventionsstudie)
  • Teilnahme des Patienten an dieser Studie zu einem früheren Zeitpunkt; Therapiebeschränkung oder -einstellung (z.B. DNR- Order)

Adressen und Kontakt

Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, UKSH, Campus Kiel, Kiel

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Häufig gestellte Fragen

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Patienten, die sich einem Eingriff unter Verwendung der Herz-Lungen-Maschine unterziehen müssen, entwickeln häufig eine schwer ausgeprägte systemische Inflammationsreaktion, bedingt durch einen Ischaemie/Reperfusionsschaden mit Freisetzung pro-inflammatorischer Zytokine und Metabolite, wie z.B. reactive oxygen species (ROS). Diese Inflammationsreaktion kann zu Organdysfunktion und -versagen führen und ist mit einer Verschlechterung des postoperativen Outcomes assoziiert. Neben der supportiven Therapie der überlebenswichtigen Organsysteme (Herz-Kreislaufsystem, Lunge, Niere, Leber) wird auch über eine frühe enterale und parenterale Ernährungstherapie versucht das Outcome positiv zu beeinflussen. Postoperativ führen jedoch eine therapierefraktäre Insulinresistenz, eine ausgeprägte katabole Stoffwechsellage, sowie eine durch vorbestehende Defizite im Bereich der Makro- und Mikronährstoffe bedingte beeinträchtigte Funktion des Immunsystems zu einer Aggravierung der Organdysfunktionen. Große inter- als auch intraindividuelle und über den Verlauf der kritischen Erkrankung bestehende Unterschiede in der endogenen Substratmobilisation bzw. der Utilisationskapazität exogen zugeführter Nährsubstrate führen zusätzlich zu Schwierigkeiten in der Ernährungstherapie dieser Patienten. Zudem kann eine die Utilisationskapazitäten des Stoffwechsels überschreitende Zufuhr von Makronährstoffen möglicherweise zu einer Suppression von Autophagieprozessen führen. Als Autophagie bezeichnet man einen auf zellulärer Ebene essenziellen Reparaturmechanismus, der für die Entsorgung von Zelldetritus und pathogenen Mikroorganismen zuständig ist. In der klinischen Routine fehlen bislang spezifische Marker, diese intra- als auch interindividuellen Stoffwechseländerungen und die daraus resultierende metabolische Toleranz des Patienten zu detektieren, um so die Ernährungstherapie individuell steuern zu können. Neben der Durchführung einer indirekten Kalorimetrie zur Ermittlung des Energieumsatzes beschränkt sich die Einschätzung der Stoffwechsellage bislang lediglich auf die Messung des Glukose- und Laktatspiegels, sowie der Triglyceride- und Harnstoffwerte im Serum. Die gezielte Analyse sog. „Metabolomics“ stellt eine vielversprechende Methode dar, Metabolite als Marker individueller Stoffwechseländerungen in Abhängigkeit des postoperativen Krankheitsverlaufs, bzw. den resultierenden Effekt einer Ernährungstherapie besser abbilden zu können. Diese genaue Untersuchung der Metabolite von Stoffwechselwegen und -prozessen könnte zu einer umfassenden Analyse von der Genexpression bis hin zum "klinisch-metabolischen Phänotypen" der Patienten führen. Erste Untersuchungen zur gezielten Metabolomanalyse bei gesunden Probanden und Intensivpatienten konnten zeigen, dass es im Rahmen einer kritischen Erkrankung zu einer massiven Störung der normalen Stoffwechselwege kommt, wobei bestimmte Metabolite überexprimiert sind und mit bestimmten Patientencharakteristika korrelieren. Frühere Untersuchungen zeigten, dass klinisch identische Phänotypen selektiv unterschiedlich mit Suppression im Lipid- oder Proteinstoffwechsel reagieren. Die gastrointestinale Dysfunktion, die entweder Auslöser oder Folge einer Inflammationsreaktion sein kann, ist eng mit dem Erfolg der enteralen Ernährbarkeit bzw. der Utilisationskapazität der Patienten verknüpft. Hier steht insbesondere das intestinale Mikrobiom, also die komplexe wirtsspezifische Zusammensetzung der Mikroflora im Darm im Fokus. Bei kardiochirurgischen Patienten mit akuter systemischer Inflammationsreaktion und einer oftmals notwendigen Antibiotikatherapie ist ein signifikanter Einfluss auf das Mikrobiom wahrscheinlich. Inwiefern jedoch die individuell unterschiedliche Anzahl und Diversität des Mikrobioms die Schwere der systemischen Inflammation beeinflusst und zum Krankheitsverlauf beiträgt ist bei kardiochirurgischen Patienten bislang nicht untersucht; ebenso liegen keine klinisch-prospektiven Daten zum möglichen Einfluss einer künstlichen Ernährungstherapie auf das Mikrobiom vor.

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