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Solution de perfusion, de conservation et de reperfusion d'organes.
La présente invention a trait à des solutions de perfusion, de conservation (ou stockage), et de reperfusion d'organes, y compris pour transplantations cardiaques. Elle a également trait à un procédé de mise en oeuvre de ces solutions appliquées aux différentes phases d'une transplantation.
L'une des principales cause d'échec des transplantations cardiaques provient des risques de dégradation, voire de nécrose, du greffon qui se manifestent lors de la réoxygénation de l'organe transplanté, et qui sont liés à l'ischémie généralement prolongée entre le début de l'explanation chez le donneur et la fin de l'implantation chez le receveur.
EMI1.1
'ine t Une ischémie de quatre à cinq heures constitue, par exemple dans la cas du coeur, la limite supérieure tolérable e n'exclut pas de nombreux accidents.
<Desc/Clms Page number 2>
Pour limiter ce risque, de nombreux auteurs ont proposé et utilisé des solutions protectrices, tant pour la perfusion de l'organe à explanter, que pour sa conservation à basse température, et sa reperfusion lors de la transplantation.
Des exemples de ces solutions sont les solutions . HTK de Bretschneider COLLINS . ST THOMAS . UW . Stanford.
Ces solutions ne présentent cependant que des avantages limités et n'offrent qu'une protection au plus partielle contre les risques qui apparaissent lors de la reperfusion et que l'on attribue en partie à la production métabolique de radicaux libres de l'oxygène produits en quantités abondantes, notamment lors de la réoxygénation de l'organe ischémique.
Le risque de dégradations oxydatives cellulaires et membranaires provenant de la production de ces radicaux a fait l'objet de plusieurs études dans le domaine de la protection myocardique par cardioplégie. Ces différents travaux ont suggéré d'introduire, dans les solutions protectrices utilisées, des substances antioxydantes.
Différents composés ont été proposés, les uns, tels que les déferoxamine, allopurinol, catalase, peroxydase, comme étant susceptibles de s'opposer à la production des radicaux libres, d'autres, tels que la superoxyde dismutase, pouvant détruire ces radicaux, d'autres encore, tels que la vitamine E ou des équivalents (Trolox) étant susceptibles de "neutraliser"les radicaux libres.
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Parmi ces derniers composés figurent également des molécules porteuses de groupements thiols comme la N-acétylcystéine ou le glutathion réduit (GSH), lequel a été considéré comme"piégeur" (scavenger) de radicaux libres.
Cependant, la littérature est partagée sur l'intérêt du glutathion. Voir :
EMI3.1
- G. W. Standeven et al., J. Thorac. Cardiovasc.
Surg. 1979,78, 893-907 Cold-Blood potassium cardioplegia ; - M. Bernier et al., Reperfusion-induced Arrhythmias and Oxygen-derived Free Radicals, Circulation Research, Vol. 58, nO 3, Mars 1986,331-340 ; - J. C. Chatham et al., Depletion of Myocardial Glutathione : Its effects on heart function and metabolism during ischaemia and reperfusion, Cardiovascular Research,
1988, 22, 833-839 ; - A.
Blaustein et al., Myocardial Glutathione Depletion Impairs Recovery After Short Periods of Ischaemia, Circulation, Vol. 80, nO 5, Novembre 1989 ; - A. Singh et al., Relation Between Myocardial Glutathione Content and Extent of Ischaemia-Reperfusion Injury, Circulation, Vol. 80, nO 6, décembre 1989,
1795-1803 ; - W. N. Wicomb et al., Role of Glutathione in 24-hour Heart Storage by Microperfusion Using a New Polyethylene Glycol Solution, J. Mol. Cell Cardiol. 22 (supplément V) 1990, p. 82 ; - V. Kantamneni et al., Extended Preservation of Canine Myccardium Using UW Solution, J. Mol. Cell Cardiol.
1990 (Suppl. V) ; 22 : 22 (Abstr).
L'adjonction de N-acétylcystéine est étudiée par M. B. zorman, Glutathione Redox Pathway and Reperfusion
<Desc/Clms Page number 4>
Injury, Circulation, Vol. 78, n 1, Juillet 1988, 202-213.
Il suggère qu'un traitement par la N-acétylcystéine (NAC) avant la reperfusion, peut améliorer la récupération postischémique.
S'il peut donc apparaître intéressant d'utiliser des substances agissant contre la production ou l'effet des radicaux libres dans le myocarde dans le cadre de la protection cardioplégique, le choix du composé et les modalités de mise en oeuvre n'apparaissait pas évidents et l'adjonction de ces composés, y compris le glutathion, dans les solutions de perfusion et de reperfusion myocardique en pratique hospitalière quotidienne n'avait pas permis d'aboutir à des résultats décisifs.
Ph. Menasché et al., dans les Piégeurs de Radicaux Libres dans la Protection Myocardique en Chirurgie Cardiaque, Ann. Cardiol. Angéiol ; 1986,35 (nO 7bis), 747- 452, concluent cependant que la préservation de la fonction ventriculaire gauche post-ischémique, due à une solution cardioplégique donnée, pouvait être améliorée significativement par l'addition d'antioxydants capables de prévenir la formation des radicaux libres ou de les détruire ou neutraliser. Par contre, le choix de l'antioxydant le plus efficace entre les nombreux candidats dont la superoxyde dismutase SOD, la peroxydase et le glutathion n'était pas évident, sans parler des effets secondaires ou toxiques éventuels.
A fortiori lorque l'on passe du domaine de la cardioloplégie, dans lequel les durées d'ischémie sont relativement courtes, au domaine de la transplantation, la littérature ne fournissait aucune indication réellement utilisables sur la choix et le3 modalités de mise en oeuvre de solutions protectrices
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réellement efficaces.
Ph. Menasché et al., ont alors décrit, dans la demande de brevet belge BE-A-009101067 des solutions de perfusion et de conservation et/ou de reperfusion d'organes, y compris l'organe cardiaque, caractérisées par l'inclusion d'au moins un composé antioxydant, lequel peut être notamment piégeur de radicaux libres de l'oxygène, notamment le glutathion à l'état réduit, ou un analogue, tel que la N-acetylcystéine, et par une pression partielle d'oxygène nulle ou très abaissée et se maintenant sensiblement à cette valeur abaissée jusqu'à l'utilisation.
Cependant les différentes solutions connues se prêtent mal à l'utilisation, à la fois, pour la perfusion et le stockage, et pour la reperfusion, de sorte que, dans la pratique, les équipes chirurgicales sont obligées d'utiliser au moins deux solutions différentes, l'une pour la perfusion puis le stockage de l'organe explanté, l'autre pour la reperfusion de l'organe en cours d'implantation.
La présente invention se propose de résoudre ces problèmes et de fournir des solutions protectrices remarquablement efficaces pour la préservation des organes, en vue d'interventions chirurgicales et en particulier de transplantation. Les organes visés comprennent le coeur, ainsi que les autres organes et, notamment, le foie, le poumon et le rein.
La présente invention a donc pour objet une solution unique de perfusion, stockage et reperfusion, ayant sensiblement la composition suivante :
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EMI6.1
<tb>
<tb> Constituant <SEP> (par <SEP> exemple <SEP> Concentration
<tb> en <SEP> poches <SEP> de <SEP> 1 <SEP> ou <SEP> 2 <SEP> 1) <SEP> gll <SEP> mmol/litre
<tb> K+ <SEP> 15 <SEP> is <SEP> 5 <SEP> %
<tb> Na+ <SEP> 100 <SEP> z <SEP> 10 <SEP> %
<tb> Mg <SEP> 13 <SEP> ¯ <SEP> 5 <SEP> %
<tb> Ca <SEP> 0. <SEP> 25 <SEP> ¯ <SEP> 5 <SEP> %
<tb> Chlorures <SEP> 41.
<SEP> 5 <SEP> 5 <SEP> %
<tb> - <SEP> Chlorure <SEP> de <SEP> calcium, <SEP> 2H2O <SEP> 0,037
<tb> - <SEP> Chlorure <SEP> de <SEP> potassium <SEP> 1, <SEP> 118 <SEP> = <SEP> 5 <SEP> %
<tb> - <SEP> Chlorure <SEP> de <SEP> magnésium <SEP> 2,642
<tb> Histidine <SEP> (base) <SEP> 4,650 <SEP> 30 <SEP> ¯ <SEP> 10 <SEP> %
<tb> Mannitol <SEP> 10, <SEP> 930 <SEP> 60 <SEP> ¯ <SEP> 5 <SEP> %
<tb> Lactobionate <SEP> (acide) <SEP> 28,664 <SEP> 80 <SEP> ¯ <SEP> 5 <SEP> %
<tb> Glutamate <SEP> (acide) <SEP> 2,942 <SEP> 20 <SEP> ¯ <SEP> 10 <SEP> %
<tb>
Eau (quantité pour un litre réajusté à pH 7,30 * 0, 10 à
EMI6.2
+ 200 Osmolalité théorique 360 m Osm/kg Glutathion (réduit GSH) ou équivalent 0,5 à 10 mol/1, (de préférence 3) le glutathion réduit, ou équivalent,
étant en solution sous pression partielle d'oxygène réduite ou nulle et se maintenant sensiblement à cette valeur jusqu'à l'utilisation.
Cette solution peut être utilisée pendant toutes les phases d'une transplantation, par exemple en tant que solution cardioplégique pour arrêter le coeur du donneur, en tant que solution de stockage pour le transport et le stockage hypothermique de l'organe pendant la réimplantation, soit sous forme de solution colloïde, soit, de préférence, après dilution avec le sang.
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Dans cette solution, la prévention de la surcharge en calcium dans les cellules est assurée par la présence du composant glutamate qui possède la capacité d'activer l'ATP dans les conditions d'anaérobie, la faible concentration en calcium qui réduit le transfert par diffusion passive, la concentration élevée de sodium qui limite l'échange sodiumcalcium, le transfert de calcium par les canaux dépendant du potentiel électrique étant limité par la faible concentration en potassium ainsi que par la teneur en magnésium. Cette formulation ionique de type extracellulaire est rendue possible par la présence simultannée d'imperméants efficaces. Le mannitol possède la capacité duale de se comporter comme un agent osmotique et comme un piégeur de radicaux libres.
Le lactobionate assure une prévention plus efficace du gonflement cellulaire que le mannitol seul et la concentration totale en imperméants est équivalente à celle des protéines intra-cellulaires et des anions non transferables qui excercent une pression depuis l'extérieur vers l'intérieur des cellules.
Le pH est, de préférence, faiblement acide (7, 20-7, 40) du fait qu'il a été découvert que cette valeur améliore en outre la prévention de la surcharge calcique et, de plus, que, contrairement à des valeurs plus alcalines, elle améliore la protection des cellules pendant l'arrêt ischemique hypothermique. La solution est avantageusement tamponnée à l'histidine car il a été découvert que parmi les tampons utilisables chez l'homme, l'histidine est le seul qui reste véritablement efficace aux basses températures.
Bien entendu les différents composants de la solution peuvent être remplacés par des équivalents, sous réserve que ceux-ci assurent pratiquement les mêmes
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fonctions.
Parmi les équivalents du glutathion à l'état réduit (GSH) on compte ses précurseurs ou substances apparentées, ses analogues, notamment le glutathion monoester et la N-acétylcystéine. Cependant d'autres composés à fonction thiol qui manifesteraient les mêmes propriétés pourraient être utilisés.
Les solutions conformes à l'invention peuvent être prévues pour être stockées, sous forme d'une préparation unique prête à l'emploi et contenant simultanément la totalité des composants de la solution.
Dans ce cas, et conformément à l'invention, les solutions sont préparées et conservées à l'abri de l'oxygène de l'air, en étant par exemple préparées en solutions dégazées, de préférence sous atmosphère d'azote. Le stockage et la conservation des solutions selon l'invention s'effectuent en récipients imperméables à l'air tels que flacons ou, de préférence, poches en matière plastique imperméables à l'air, par exemple en composites feuilletés de type en soi connu.
Cependant, dans une autre forme de réalisation de l'invention, la solution selon l'invention peut être stockée sous forme de deux préparations séparées, à savoir une solution contenant le glutathion réduit, préparée et conservée à l'abri de l'oxygène de l'air, par exemple dans une seringue, et une solution pour les autres composants, qui n'a pas à être nécessairement conservée à l'abri de l'oxygène de l'air et qui peut donc être contenue dans des poches usuelles.
De préférence la solution contenant le glutathion réduit GSH a la composition suivante (pour un litre) :
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EMI9.1
<tb>
<tb> Glutathion <SEP> (réduit <SEP> GSH) <SEP> 185,4 <SEP> g/1 <SEP> 600 <SEP> 10 <SEP> % <SEP> mmol/1
<tb> Histidine <SEP> 4,650 <SEP> g/l <SEP> 30 <SEP> z <SEP> 10 <SEP> % <SEP> mmol/1
<tb>
Dans ce cas la solution est avantageusement présentée sous forme d'un kit comprenant :
- une solution contenant, dans une poche ou autre récipient, par exemple une poche de deux litres, les différents anions et cations, le mannitol, le lactobionate, le glutamate et, de préférence, l'histidine, - une solution contenue dans un récipient étanche à l'oxygène de l'air, de préférence une seringue, et contenant le glutathion réduit ou analogue, et de préférence de l'histidine à la même concentration, - et des instructions pour assurer, lors de l'utilisation, le mélange ou l'injection de la solution séparée contenant le glutathion dans la solution contenant les autres composants.
Dans ce dernier cas, si la solution contenant les autres composants n'est pas elle-même à une pression d'oxygène réduite ou nulle, la notice d'instruction précise avantageusement que la solution finale, maintenant prête à l'emploi, doit être utilisée dans un faible délai de quelques heures, par exemple trois ou quatre heures.
De façon avantageuse, les solutions selon l'invention peuvent encore comporter, outre le glutathion réduit, un composé s'opposant à la formation des radicaux tel que chélateurs des métaux et en particulier la déféroxamine fDCI).
Par valeur réduite de la concentration d'oxygène conformément à l'invention, on entend, de préférence, une concentration maximale en oxygène dissous inférieure à 0,1 ppm.
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Pour réaliser, à titre d'exemple, une solution selon l'invention on prépare, dans un milieu aqueux apyrogène stérilisé, de préférence dégazé, une composition ayant la teneur suivante :
EMI10.1
<tb>
<tb> Constituant <SEP> Concentration
<tb> g/1 <SEP> mmol/litre
<tb> K+ <SEP> 15
<tb> Na+ <SEP> 100
<tb> Mg++ <SEP> 13
<tb> Ca++ <SEP> 0. <SEP> 25
<tb> Chlorures <SEP> 41.
<SEP> 5
<tb> - <SEP> Chlorure <SEP> de <SEP> calcium, <SEP> 2H20 <SEP> 0,037
<tb> - <SEP> Chlorure <SEP> de <SEP> potassium <SEP> 1,118
<tb> - <SEP> Chlorure <SEP> de <SEP> magnésium <SEP> 2,642
<tb> Histidine <SEP> (base) <SEP> 4,650 <SEP> 30
<tb> Mannitol <SEP> 10,930 <SEP> 60
<tb> Lactobionate <SEP> (acide) <SEP> 28,664 <SEP> 80
<tb> Glutamate <SEP> (acide) <SEP> 2,942 <SEP> 20
<tb> Eau <SEP> (quantité <SEP> pour <SEP> un <SEP> litre <SEP> réajusté <SEP> à <SEP> pH <SEP> 7,30
<tb> Osmolalité <SEP> théorique <SEP> 360 <SEP> mOsm/kg
<tb>
Dans un milieu aqueux apyrogène stérile dégazé, et dans des conditions protégées de l'oxygène athmosphérique, on réalise une solution ayant la teneur suivante, par litre
EMI10.2
<tb>
<tb> Concentration
<tb> g/1 <SEP> mmol/litre
<tb> Glutathion <SEP> (réduit <SEP> GSH) <SEP> 185,
4 <SEP> 600
<tb> Histidine <SEP> 4,650 <SEP> 30
<tb>
<Desc/Clms Page number 11>
Cette solution est conditionnée sous forme de seringues protégées de l'oxygène de l'air et ayant une contenance de 10 ml de solution pour une poche de deux litres ou de 5 ml pour une poche de un litre.
De préférence l'ensemble est présenté sous forme d'un kit contenant, d'une part, une solution dans une poche de deux litres, et d'autre part une seringue d'une teneur de 10 ml.
Pour l'utilisation on injecte le contenu de la seringue dans la poche de façon à diluer le contenu de seringue dans la poche et l'on aboutit à une concentration de glutathion réduit de l'ordre de 3 mmol/1.
La solution ainsi préparée est rapidement utilisée pour assurer la perfusion de l'organe à explanter pour obtenir l'arrêt cardiaque. Un volume suffisant de solution identique préparé de la même façon est utilisé pour la conservation de l'organe.
Lors de l'implantation on utilise encore une solution identique pour les opérations de reperfusion, la solution étant avantageusement mélangée au sang du patient.
<Desc / Clms Page number 1>
Organ perfusion, preservation and reperfusion solution.
The present invention relates to solutions for perfusion, preservation (or storage), and reperfusion of organs, including for heart transplants. It also relates to a process for implementing these solutions applied to the different phases of a transplant.
One of the main causes of failure of heart transplants comes from the risks of degradation, or even necrosis, of the graft which appear during the reoxygenation of the transplanted organ, and which are linked to ischemia generally prolonged between the beginning explanation in the donor and end of implantation in the recipient.
EMI1.1
'ine A four to five hour ischemia constitutes, for example in the case of the heart, the tolerable upper limit does not exclude many accidents.
<Desc / Clms Page number 2>
To limit this risk, many authors have proposed and used protective solutions, both for the perfusion of the organ to be explanted, for its conservation at low temperature, and its reperfusion during transplantation.
Examples of these solutions are the solutions. HTL by Bretschneider COLLINS. ST THOMAS. UW. Stanford.
However, these solutions have only limited advantages and offer only partial protection against the risks which appear during reperfusion and which are partly attributed to the metabolic production of oxygen free radicals produced in abundant quantities, especially during reoxygenation of the ischemic organ.
The risk of oxidative cellular and membrane degradations resulting from the production of these radicals has been the subject of several studies in the field of myocardial protection by cardioplegia. These various studies have suggested the introduction of antioxidant substances into the protective solutions used.
Different compounds have been proposed, some, such as deferoxamine, allopurinol, catalase, peroxidase, as being capable of opposing the production of free radicals, others, such as superoxide dismutase, which can destroy these radicals, d still others, such as vitamin E or equivalents (Trolox) being capable of "neutralizing" free radicals.
<Desc / Clms Page number 3>
Among these latter compounds are also molecules carrying thiol groups such as N-acetylcysteine or reduced glutathione (GSH), which has been considered as "scavenger" of free radicals.
However, the literature is divided on the interest of glutathione. See :
EMI3.1
- G. W. Standeven et al., J. Thorac. Cardiovasc.
Surg. 1979, 78, 893-907 Cold-Blood potassium cardioplegia; - M. Bernier et al., Reperfusion-induced Arrhythmias and Oxygen-derived Free Radicals, Circulation Research, Vol. 58, No. 3, March 1986, 331-340; - J. C. Chatham et al., Depletion of Myocardial Glutathione: Its effects on heart function and metabolism during ischaemia and reperfusion, Cardiovascular Research,
1988, 22, 833-839; - AT.
Blaustein et al., Myocardial Glutathione Depletion Impairs Recovery After Short Periods of Ischaemia, Circulation, Vol. 80, no.5, November 1989; - A. Singh et al., Relation Between Myocardial Glutathione Content and Extent of Ischaemia-Reperfusion Injury, Circulation, Vol. 80, no. 6, December 1989,
1795-1803; - W. N. Wicomb et al., Role of Glutathione in 24-hour Heart Storage by Microperfusion Using a New Polyethylene Glycol Solution, J. Mol. Cell Cardiol. 22 (supplement V) 1990, p. 82; - V. Kantamneni et al., Extended Preservation of Canine Myccardium Using UW Solution, J. Mol. Cell Cardiol.
1990 (Suppl. V); 22:22 (Abstr).
The addition of N-acetylcysteine is studied by M. B. zorman, Glutathione Redox Pathway and Reperfusion
<Desc / Clms Page number 4>
Injury, Circulation, Vol. 78, no.1, July 1988, 202-213.
He suggests that treatment with N-acetylcysteine (NAC) before reperfusion can improve postischemic recovery.
If it may therefore appear interesting to use substances acting against the production or the effect of free radicals in the myocardium in the context of cardioplegic protection, the choice of the compound and the methods of implementation did not seem obvious and the addition of these compounds, including glutathione, in myocardial infusion and reperfusion solutions in daily hospital practice had not produced decisive results.
Ph. Menasché et al., In Free Radical Trappers in Myocardial Protection in Cardiac Surgery, Ann. Cardiol. Angéiol; 1986,35 (nO 7bis), 747-452, however conclude that the preservation of the post-ischemic left ventricular function, due to a given cardioplegic solution, could be significantly improved by the addition of antioxidants capable of preventing the formation of free radicals or destroy or neutralize them. On the other hand, the choice of the most effective antioxidant among the many candidates including superoxide dismutase SOD, peroxidase and glutathione was not obvious, not to mention possible side or toxic effects.
A fortiori when one passes from the field of cardioloplegia, in which the durations of ischemia are relatively short, to the field of transplantation, the literature did not provide any really usable indication on the choice and the modalities of implementation of solutions. protective
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really effective.
Ph. Menasché et al., Then described, in the Belgian patent application BE-A-009101067, solutions for perfusion and preservation and / or reperfusion of organs, including the cardiac organ, characterized by the inclusion at least one antioxidant compound, which can in particular be a scavenger of free oxygen radicals, in particular glutathione in the reduced state, or an analog, such as N-acetylcysteine, and by a partial pressure of zero oxygen or very lowered and is kept substantially at this lowered value until use.
However, the various known solutions do not lend themselves well to use, both for perfusion and storage, and for reperfusion, so that, in practice, surgical teams are forced to use at least two different solutions. , one for the perfusion then the storage of the explanted organ, the other for the reperfusion of the organ during implantation.
The present invention proposes to solve these problems and to provide remarkably effective protective solutions for the preservation of organs, with a view to surgical operations and in particular transplantation. Target organs include the heart, as well as other organs, including the liver, lung, and kidney.
The present invention therefore relates to a single perfusion, storage and reperfusion solution, having substantially the following composition:
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EMI6.1
<tb>
<tb> Constituent <SEP> (by <SEP> example <SEP> Concentration
<tb> in <SEP> pockets <SEP> of <SEP> 1 <SEP> or <SEP> 2 <SEP> 1) <SEP> gll <SEP> mmol / liter
<tb> K + <SEP> 15 <SEP> is <SEP> 5 <SEP>%
<tb> Na + <SEP> 100 <SEP> z <SEP> 10 <SEP>%
<tb> Mg <SEP> 13 <SEP> ¯ <SEP> 5 <SEP>%
<tb> Ca <SEP> 0. <SEP> 25 <SEP> ¯ <SEP> 5 <SEP>%
<tb> Chlorides <SEP> 41.
<SEP> 5 <SEP> 5 <SEP>%
<tb> - <SEP> <SEP> chloride <SEP> calcium, <SEP> 2H2O <SEP> 0.037
<tb> - <SEP> <SEP> chloride <SEP> potassium <SEP> 1, <SEP> 118 <SEP> = <SEP> 5 <SEP>%
<tb> - <SEP> <SEP> chloride <SEP> magnesium <SEP> 2,642
<tb> Histidine <SEP> (base) <SEP> 4,650 <SEP> 30 <SEP> ¯ <SEP> 10 <SEP>%
<tb> Mannitol <SEP> 10, <SEP> 930 <SEP> 60 <SEP> ¯ <SEP> 5 <SEP>%
<tb> Lactobionate <SEP> (acid) <SEP> 28,664 <SEP> 80 <SEP> ¯ <SEP> 5 <SEP>%
<tb> Glutamate <SEP> (acid) <SEP> 2,942 <SEP> 20 <SEP> ¯ <SEP> 10 <SEP>%
<tb>
Water (quantity per liter readjusted to pH 7.30 * 0.10 to
EMI6.2
+ 200 theoretical Osmolality 360 m Osm / kg Glutathione (reduced GSH) or equivalent 0.5 to 10 mol / 1, (preferably 3) reduced glutathione, or equivalent,
being in solution under partial pressure of reduced or zero oxygen and remaining substantially at this value until use.
This solution can be used during all phases of a transplant, for example as a cardioplegic solution to stop the donor heart, as a storage solution for transport and hypothermic storage of the organ during reimplantation, either in the form of a colloid solution, that is to say preferably after dilution with blood.
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In this solution, the prevention of calcium overload in the cells is ensured by the presence of the glutamate component which has the capacity to activate ATP under anaerobic conditions, the low calcium concentration which reduces transfer by diffusion passive, the high concentration of sodium which limits the sodiumcalcium exchange, the transfer of calcium through the channels dependent on the electric potential being limited by the low potassium concentration as well as by the magnesium content. This ionic formulation of extracellular type is made possible by the simultaneous presence of effective waterproofing agents. Mannitol has the dual ability to act as an osmotic agent and as a free radical scavenger.
Lactobionate provides more effective prevention of cell swelling than mannitol alone, and the total concentration of waterproofing agents is equivalent to that of intracellular proteins and non-transferable anions that exert pressure from outside to inside cells.
The pH is preferably weakly acidic (7, 20-7, 40) because it has been discovered that this value further improves the prevention of calcium overload and, moreover, that, unlike more alkaline, it improves cell protection during hypothermic ischemical arrest. The solution is advantageously buffered with histidine because it has been discovered that among the buffers which can be used in humans, histidine is the only one which remains truly effective at low temperatures.
Of course the different components of the solution can be replaced by equivalents, provided that these ensure practically the same
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functions.
Among the equivalents of glutathione in a reduced state (GSH) are its precursors or related substances, its analogues, in particular glutathione monoester and N-acetylcysteine. However, other thiol-functional compounds which exhibit the same properties could be used.
The solutions according to the invention can be provided for storage, in the form of a single preparation ready for use and simultaneously containing all of the components of the solution.
In this case, and in accordance with the invention, the solutions are prepared and stored away from oxygen in the air, for example being prepared in degassed solutions, preferably under a nitrogen atmosphere. The solutions according to the invention are stored and preserved in airtight containers such as bottles or, preferably, airtight plastic bags, for example in laminated composites of a type known per se.
However, in another embodiment of the invention, the solution according to the invention can be stored in the form of two separate preparations, namely a solution containing reduced glutathione, prepared and stored away from oxygen. air, for example in a syringe, and a solution for the other components, which does not necessarily have to be stored away from the oxygen of the air and which can therefore be contained in usual bags.
Preferably the solution containing the reduced glutathione GSH has the following composition (for one liter):
<Desc / Clms Page number 9>
EMI9.1
<tb>
<tb> Glutathione <SEP> (reduced <SEP> GSH) <SEP> 185.4 <SEP> g / 1 <SEP> 600 <SEP> 10 <SEP>% <SEP> mmol / 1
<tb> Histidine <SEP> 4,650 <SEP> g / l <SEP> 30 <SEP> z <SEP> 10 <SEP>% <SEP> mmol / 1
<tb>
In this case, the solution is advantageously presented in the form of a kit comprising:
- a solution containing, in a pocket or other container, for example a two-liter pocket, the various anions and cations, mannitol, lactobionate, glutamate and, preferably, histidine, - a solution contained in a container airtight, preferably a syringe, and containing reduced glutathione or the like, and preferably histidine at the same concentration, - and instructions for ensuring, during use, mixing or injecting the separate solution containing glutathione into the solution containing the other components.
In the latter case, if the solution containing the other components is not itself at a reduced or zero oxygen pressure, the instruction manual advantageously specifies that the final solution, now ready for use, must be used within a short period of a few hours, for example three or four hours.
Advantageously, the solutions according to the invention may also comprise, in addition to reduced glutathione, a compound opposing the formation of radicals such as metal chelators and in particular deferoxamine fDCI).
By reduced value of the oxygen concentration in accordance with the invention is preferably meant a maximum dissolved oxygen concentration of less than 0.1 ppm.
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To produce, by way of example, a solution according to the invention, a composition having the following content is prepared, in a sterilized pyrogen-free aqueous medium, preferably degassed:
EMI10.1
<tb>
<tb> Constituent <SEP> Concentration
<tb> g / 1 <SEP> mmol / liter
<tb> K + <SEP> 15
<tb> Na + <SEP> 100
<tb> Mg ++ <SEP> 13
<tb> Ca ++ <SEP> 0. <SEP> 25
<tb> Chlorides <SEP> 41.
<SEP> 5
<tb> - <SEP> <SEP> chloride <SEP> calcium, <SEP> 2H20 <SEP> 0.037
<tb> - <SEP> <SEP> chloride <SEP> potassium <SEP> 1,118
<tb> - <SEP> <SEP> chloride <SEP> magnesium <SEP> 2,642
<tb> Histidine <SEP> (base) <SEP> 4,650 <SEP> 30
<tb> Mannitol <SEP> 10,930 <SEP> 60
<tb> Lactobionate <SEP> (acid) <SEP> 28,664 <SEP> 80
<tb> Glutamate <SEP> (acid) <SEP> 2,942 <SEP> 20
<tb> Water <SEP> (quantity <SEP> for <SEP> one <SEP> liter <SEP> readjusted <SEP> to <SEP> pH <SEP> 7.30
<tb> Osmolality <SEP> theoretical <SEP> 360 <SEP> mOsm / kg
<tb>
In a degassed sterile pyrogen-free aqueous medium, and under conditions protected from atmospheric oxygen, a solution having the following content is produced, per liter.
EMI10.2
<tb>
<tb> Concentration
<tb> g / 1 <SEP> mmol / liter
<tb> Glutathione <SEP> (reduced <SEP> GSH) <SEP> 185,
4 <SEP> 600
<tb> Histidine <SEP> 4,650 <SEP> 30
<tb>
<Desc / Clms Page number 11>
This solution is packaged in the form of syringes protected from the oxygen of the air and having a capacity of 10 ml of solution for a bag of two liters or 5 ml for a bag of one liter.
Preferably the whole is presented in the form of a kit containing, on the one hand, a solution in a two-liter bag, and on the other hand a syringe with a content of 10 ml.
For use, the contents of the syringe are injected into the pocket so as to dilute the contents of the syringe in the pocket and the result is a reduced glutathione concentration of the order of 3 mmol / l.
The solution thus prepared is quickly used to ensure the perfusion of the organ to be explanted to obtain cardiac arrest. A sufficient volume of identical solution prepared in the same way is used for the preservation of the organ.
During implantation, an identical solution is also used for the reperfusion operations, the solution being advantageously mixed with the patient's blood.