Biochemical, microbiological and physicochemical characterization of chronic venus leg ulcers for the customized design and treatment of affected patients

Las úlceras venosas crónicas (UVC) de miembros inferiores son una consecuencia severa de la Insuficiencia Venosa Crónica. Es una patología recurrente de alta prevalencia que afecta calidad de vida de los pacientes que las padecen, representando una grave problemática social y económica en el mundo. La ausencia de una caracterización completa de las mismas con un número de muestras estadísticamente significativo y un método estandarizado de seguimiento terapéutico son la causa por la cual los esquemas de tratamiento utilizados son inefectivos y no pueden lidiar con la cronicidad. Por ello, el principal objetivo de la presente tesis fue realizar una caracterización integral de UVC y sus pacientes y correlacionarla con espectros FT-IR de sus exudados, de manera de hallar perfiles espectrales característicos que permitan ofrecer un método rápido de diagnóstico, pronóstico y el diseño personalizado de tratamientos.Este trabajo se realizó en colaboración entre el Servicio de Dermatología del Hospital de Clínicas Nicolás Avellaneda y el Laboratorio de Estudios Farmacéuticos y Biotecnología Farmacéutica (LEFyBiFa-INBIOFAL-CONICET-UNT). El protocolo de trabajo fue aprobado y monitoreado por el Comité Independiente de Ética Médica del Noroeste Argentino (CIEMNOA) y por el Comité de Docencia e Investigación del mencionado Nosocomio. Utilizando criterios de inclusión preestablecidos, se seleccionaron 93 pacientes, reclutados bajo firma de consentimiento informado. Dicho protocolo permitió la caracterización de los pacientes y sus úlceras: a) Microbiológicamente en biopsias y exudados. b) Histológicamente en biopsias. c) Bioquímicamente (pH, ácido láctico, glucosa) en exudados. d) Fisicoquímicamente a través del estudio de los exudados por espectroscopia infrarroja con Transformadas de Fourier (FT-IR). e) Macroscópicamente mediante fotografías y estudios por planimetría. f) Clínicamente a través del estudio de historias clínicas y anamnesis de los pacientes afectados.La caracterización clínica permitió determinar que la mayoría de los pacientes afectados son mayores de 60 años sin distinción de género, encontrándose una alta correlación con comorbilidades que típicamente llevan al edema de miembros inferiores.Se encontraron parámetros clínicos que permiten el seguimiento y caracterización de estado de una UVC: a) Δ = [Tºcorporal-Tºúlcera]>3ºC; b) Un abundante volumen de exudado con un pH ≥ 8. c) La ausencia de dolord) Planimetría: Tejido de granulación < 80% e) Biopsias: Un % de fibrosis 105 UFC/gtejido, Estos podrían considerarse como marcadores clínicos de baja efectividad terapéutica.Se caracterizó microbiológicamente a las UVC identificando los patógenos más frecuentemente aislados en nuestro medio y su resistencia a diferentes antibióticos. Además, se determinó la biocarga característica en muestras de biopsia. A partir de un complejo análisis en muestras de exudado mediante espectrosopia FTIR, se encontraron diversos parámetros celulares (células inflamatorias y carga bacteriana) y moleculares (Fibrina, proteínas pro-inflamatorias, exopolisacáridos) como potenciales indicadores de cicatrización. Por esto, la caracterización de UVC propuesta en este plan no solo aportará al conocimiento de la fisiopatogenia sino que permitirá el desarrollo de un método rápido de diagnóstico y pronóstico clínico de las mismas. Esto a su vez, ayudará al diseño de tratamientos específicos para cada herida (personalizados), aumentando en gran medida la probabilidad de éxito terapéutico Chronic venous leg ulcers (CVLU) are a Chronic Venous Insufficiency severe consequence. It is a recurrent pathology of high prevalence that affects the patient’s quality of life who suffer from them, representing a serious social and economic world problem. The lack of a complete CVLU characterization statistically significant and the absence of a therapeutic follow-up standardized method are the reasons why the employed treatment schemes fail and cannot deal with the chronicity. Therefore, the thesis main aim was to perform an integral CVLU characterizatio and then correlate it with patient exudates FT-IR spectra, in order to find spectral profiles that offer a quick diagnosis and prognosis method and a custom treatments design. This work was carried out in collaboration between the Dermatology Service of the Nicolas Avellaneda Hospital and the Laboratory of Pharmaceutical Studies and Pharmaceutical Biotechnology (LEFyBiFa-INBIOFAL-CONICET-UNT). The protocol was approved and monitored by the Independent Committee of Medical Ethics of the Argentine Northwest (CIEMNOA) and by the Teaching and Research Committee of the mentioned Nosocomium. Using pre-established inclusion criteria, 93 patients were selected, recruited under informed consent signature. This protocol allowed the patient and ulcers characterization: a) Microbiologically in biopsies and exudates. b) Histologically in biopsies. c) Biochemically (pH, lactic acid, glucose) in exudates. d) Physicochemically through the exudate study by Fourier Transforms Infrared spectroscopy (FT-IR). e) Macroscopically by palnimetric study of photographs. f) Clinically, by clinical records study and patient anamnesis. From clinical characterization was determined that the majority of affected patients are older than 60 years without gender distinction, finding a high correlation with comorbidities that typically lead to lower limbs edema. Other clinical parameters that allow monitoring and characterization of CVLU state were found: a) Δ = [ToBody-ToUlcer]> 3oC; b) A large exudate volume with a pH ≥ 8. c) Pain absence. d) Planimetry: Granulation tissue 10 5 CFU/gtissue. These parameters could be considered as low therapeutic effectiveness clinical markers. The CVLU was microbiologically characterized, identifying the most frequently isolated pathogens in the region and their antibiotics resistance. In addition, the characteristic bioburden in biopsy samples was determined. From a FTIR spectroscopy complex analysis performed on exudate samples, several cellular parameters (inflammatory cells and bacterial load) and molecular parameters (Fibrin, pro-inflammatory proteins, exopolysaccharides) as potential healing markers were found. Therefore, the proposed CVLU characterization contribute to the physiopathogenesis knowledge and also will allow the development of a diagnosis and clinical prognosis quick method. Then, it will help to design specific treatments for each wound (personalized), greatly increasing the therapeutic success probability Fil: Cerúsico, Nicolás Abel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán; Argentina