Stratification to predict the response to antioxidant

Rev Bras Ter Intensiva. 2020 Mar;32(1):108-114. doi: 10.5935/0103-507x.20200016. Epub 2020 May 8.
[Article in English, Portuguese]

Abstract

Objective: To examine the effectiveness of stratification to identify and target antioxidant therapy for animal models of lethal sepsis and in patients who develop sustained hypotension.

Methods: Rats were subjected to sepsis induced by cecal ligation and puncture. Animals were divided into two groups: those with high and low plasma levels of interleukin-6. Following stratification, N-acetylcysteine plus deferoxamine or saline was administered to animals starting 3 and 12 hours after surgery. N-Acetylcysteine plus deferoxamine or placebo was administered within 12 hours of meeting the inclusion criteria in hypotensive patients.

Results: N-Acetylcysteine plus deferoxamine increased survival in the cecal ligation and puncture model when administered 3 and 12 hours after sepsis induction. When dividing animals that received antioxidants using plasma interleukin-6 levels, the protective effect was observed only in those animals with high IL-6 levels. The antioxidant effect of N-acetylcysteine + deferoxamine was similar in the two groups, but a significant decrease in plasma interleukin-6 levels was observed in the high-interleukin-6-level group. Compared with patients treated with antioxidants in the low-interleukin-6 subgroup, those in the high-interleukin-6 subgroup had a lower incidence of acute kidney injury but were not different in terms of acute kidney injury severity or intensive care unit mortality.

Conclusion: Targeting antioxidant therapy to a high inflammatory phenotype would select a responsive population.

Objetivo: Avaliar a efetividade da estratificação para identificar e escolher alvos para terapia antioxidante em um modelo de sepse letal em animais e pacientes que desenvolveram hipotensão prolongada.

Métodos: Submeteu-se um grupo de ratos à sepse induzida por ligadura e punção do ceco. Os animais foram divididos em dois grupos: os com níveis plasmáticos altos e os com níveis plasmáticos baixos de interleucina-6. Após a estratificação, administrou-se aos animais N-acetilcisteína mais desferroxamina ou soro fisiológico a partir de 3 e 12 horas após a cirurgia. Em pacientes hipotensos, N-acetilcisteína mais desferroxamina ou placebo foram administrados dentro de 12 horas após o cumprimento dos critérios para inclusão.

Resultados: O uso de N-acetilcisteína mais desferroxamina aumentou a sobrevivência no modelo com ligadura mais punção do ceco quando a administração ocorreu 3 e 12 horas após indução da sepse. Ao utilizar os níveis de interleucina-6 para separar os animais que receberam antioxidantes, o efeito protetor só foi observado nos animais que tinham níveis elevados de interleucina-6. O efeito antioxidante de N-acetilcisteína mais desferroxamina foi similar nos dois grupos, porém observou-se diminuição significante dos níveis plasmáticos de interleucina-6 no grupo que apresentava elevado nível de interleucina-6. Em comparação com pacientes tratados com antioxidantes no subgrupo que tinha baixos níveis plasmáticos de interleucina-6, aqueles que tinham níveis elevados de interleucina-6 tiveram menor incidência de lesão renal aguda, porém não foram diferentes em termos de severidade da lesão renal aguda ou da mortalidade na unidade de terapia intensiva.

Conclusão: Direcionar a terapia antioxidante para um elevado fenótipo inflamatório selecionaria uma população responsiva.

MeSH terms

  • Acetylcysteine / therapeutic use*
  • Adult
  • Aged
  • Animals
  • Antioxidants / therapeutic use*
  • Deferoxamine / therapeutic use*
  • Humans
  • Male
  • Middle Aged
  • Prognosis
  • Rats
  • Rats, Wistar
  • Retrospective Studies
  • Sepsis / drug therapy*
  • Treatment Outcome

Substances

  • Antioxidants
  • Deferoxamine
  • Acetylcysteine