Einfluss verschiedener Zellpopulationen auf die Bildung Freier-Radikal-Spezies während der hyperakuten Abstossung der xenoperfundierten Rattenleber.

Die hyperakute Abstossung stellt die unmittelbarste Hürde für die
Leber-Xenotransplantation dar. Das Ziel dieser Arbeit war es die
Bedeutung verschiedener Zellpopulationen für die Bildung von freien
Radikalen während der hyperakuten Abstossung der
xenotransplantierten Leber zu untersuchen. Wir befassten uns mit
der Frage ob es einen Zusammenhang zwischen der FR-Freisetzung und
der hyperakuten Abstossung gibt und welche Zellpopulationen
hauptverantwortlich für den oxidativen Schaden während der
hyperakuten Abstossung sind. In einem etablierten
Xenoperfusions-System wurden Rattenlebern mit Perfusaten bestehend
aus gezielt-isolierten Zellgruppen reperfundiert. Hierbei
evaluierten wir ein Leukozytenfiltersystem und wendeten zur
Thrombozytengewinnung ein validiertes
Separations/Zentrifugationsprotokoll an. Sowohl die physiologische
Zusammensetzung der Perfusate, als auch die physiologische Funktion
der Zellen konnten durch Coulter Counter, P-Selektin Flowzytometrie
und histologische Untersuchungen gewährleistet werden. Zur
Erfassung der FR-Produktion, wurden die Lipidperoxidation, NO
Abbauprodukte anhand der Griess–Reaktion, Peroxynitrikonzentration
und der antioxidative Status mittels Glutathionkonzentration
analysiert. Durch die Verwendung dieser Messmethoden, ließen sich
freie Radikale nicht direkt messen und mögliche Zwischenprodukte
oder Reaktionsschritte nicht vollständig erfassen, aber die
Bestimmung derer stabilen Endprodukte bot uns die Möglichkeit auch
ohne Hinzufügen von Chemikalien in das Perfusionssystem ein
umfassendes Bild des oxidativen Stresses zu erfassen. Die
Organfunktion wurde mittels der Galleproduktion und der Freisetzung
von Leberenzyme kontrolliert. Der Potaldruck war ein wichtiger
Messparameter für die Makrohämodynamik. Nach Ende der Perfusion
wurden Gewebeproben zur histologischen Aufarbeitung mit der HE-,
Esterase- und Komplementfärbung zum Nachweis der hyperakuten
Abstossungsreaktion entnommen. Folgende Ergebnisse konnten wir
zusammenfassend aus unseren Daten gewinnen: In unserem Modell der
perfundierten Rattenleber gab es einen signifikanten Unterschied
bezüglich der Freisetzung von ROS/RNS zwischen der isogenen und
xenogenen Reperfusion mit Vollblut. In den xenogen perfundierten
Gruppen hatten wir trotz Zeichen einer Komplementaktivierung, d.h.
einer hyperakuten Abstossung, in den Versuchsgruppen mit geringen
FR-Konzentrationen eine Reduktion der Leberschäden beobachtet. Wir
konnten daraus folgern, die ROS-Bildung im engen Zusammenhang mit
der Leberfunktion, dem Zellschaden und der hyperakuten
Abstoßungsreaktion stand. Wir konnten in unserem Modell nun
erstmals zeigen, dass die Aktivierung des Komplementsystems nur bei
gleichzeitiger Anwesenheit von Leukozyten zur Freisetzung von
radikalen Stickstoff- und Sauerstoffspezies führt, die dann
wiederum die Schädigung des Gewebes und die Dysfunktion des
Transplantates verursachen. Es gab signifikante Unterschiede
zwischen den untersuchten Zellpopulationen hinsichtlich der
Freisetzung von FR in unserem Xenotransplantations-Modell. Unsere
Daten weisen darauf hin, dass in der Frühphase der hyperakuten
Abstossung weder Erythrozyten noch Thrombozyten oder Hepatozyten
eine große Rolle in der Freisetzung von FR spielen. Es ließen sich
in den Erythrozyten-und Thrombozytengruppen keine signifikanten
Unterschiede zur isogen perfundierten Kontrollgruppe finden.
Hauptsächlich für den oxidativen Schaden - also Freisetzung von ROS
und RNS - verantwortlich waren in unserem Modell die Leukozyten und
in einem geringeren Maße die Kupfferzellen, aber nur in Kombination
mit den Leukozyten. Die Leukozytendepletion durch die Filtration
wirkte am protektivsten auf die Organfunktion, wogegen die
Depletion von KC, nur die ROS-Freisetzung reduzierte, aber keinen
protektiven Einfluss auf den Grad der hyperakute Abstossung und
Organschädigung hatte. Die Anwesenheit von KC dagegen scheinen NO
abzufangen und wirken bezüglich RNS protektiv. Unsere Daten tragen
zu dem Verständnis der frühen Vorgänge und insbesondere der Rolle
der Freien Radikale während der hyperakuten Abstossung in der
Xenotransplantation der Leber bei. Eine Inhibierung oder Modulation
der ROS-Freisetzung könnte eine viel versprechende Basis für einen
therapeutischen Ansatz der hyperakuten Abstossung darstellen.
Inwieweit eine gezielte pharmakologische Hemmung der
Leukozytenaktivität und der Einsatz von FR spezifischen Scavengern
zu einer Verminderung der hyperakuten Abstoßung von
Xenotransplantaten bewirken können, bleibt Inhalt künftiger
Untersuchungen.