ORGANQUALITÄT HIRNTOTER SPENDEREine tierexperimentelle Studie an Ratten

Bei Organtransplantaten von hirntoten Spendern ist die Anzahl der Entzündungszellen sowie die Konzentrationen der Entzündungsmediatoren erhöht. Obwohl diese Entzündungsreaktionen per se als gering eingestuft werden können, stellen sie dennoch ein erhöhtes Risiko für Transplantat-Abstoßungsreaktionen im Empfänger dar. Auf dieser Grundlage wurden klinische Studien an hirntoten Spendern durchgeführt um das pro-inflammatorische Geschehen im Hirntod sowie die Immunogenität der Spenderorgane zu reduzieren. Wodurch die Entzündungsreaktionen im Hirntod genau verursacht werden, ist jedoch nicht vollständig verstanden.
In der vorliegenden Doktorarbeit wurde die Hypothese aufgestellt, dass Hirntod zu einer intestinalen Hypoperfusion und als Folge daraus zu einem intestinalen Barriereverlust führt. Dies wiederum könnte eine systemische Entzündungsreaktion verursachen, die sich in erhöhten Entzündungsparametern der Endorgane manifestiert. Es wurde angenommen, dass die Peyerschen Plättchen (PP) des Ileum ebenfalls davon betroffen sind und zu einer weiteren Immunaktivierung beitragen. Untersucht wurde 1), wie verschiedene Modalitäten die hämodynamischen Parameter, die renale Inflammation sowie die Genexpression der PP beeinflussen und 2), ob das Dopaminderivat N-Oktanoyl-Dopamin (NOD) zur Reduktion der renalen Inflammation beiträgt und somit von klinischer Relevanz ist.
Der Hirntod wurde an Fischer-Ratten durch die Inflation eines 3F-Fogarty-Katheters induziert, welcher zuvor subdural durch ein okzipitales Bohrloch implantiert wurde. Die Tiere wurden in folgende Gruppen randomisiert: HT schnell (HTS), HT langsam (HTL), HTS + NOD, Nicht HT (NHT). Als Kontrollgruppe dienten unmanipulierte native Tiere (Nativ). Der mittlere arterielle Druck (MAP) wurde gemessen. Die Nieren und die PP aller Tiere wurden nach vier Stunden im Hirntod bzw. in Narkose entnommen und für die Immunhistochemie (Niere) sowie das Genexpressionsprofil (PP) aufbereitet.
Im Vergleich zur Gruppe NHT zeigten die HT-Gruppen über den gesamten Zeitraum einen signifikant niedrigeren MAP, welcher durch NOD-Gabe nicht signifikant beeinflusst wurde. Die Anzahl der Monozyten/Makrophagen sowie der neutrophilen Granulozyten in den Nieren der hirntoten Tiere war im Vergleich zur nativen Gruppe signifikant erhöht. Die renale Infiltration von Entzündungszellen wurde durch NOD-Applikation nach schneller HT-Induktion signifikant gehemmt. Auch die Induktionsgeschwindigkeit (schnell vs. langsam) beeinflusste die Entzündungsreaktion in den Nieren signifikant, wobei mehr Entzündungszellen in der Gruppe HTL zu finden waren. Im Gegensatz zu früher publizierten Daten, war die Infiltration von Monozyten/Makrophagen im Vergleich zu den anderen Gruppen bei der Gruppe NHT signifikant erhöht. Ähnlich der renalen Infiltration, zeigten die Genexpressionsprofile der PP, dass die Ausführung der HT-Induktion die Anzahl der signifikant veränderten Gene stark beeinflusste. Im Vergleich zu den nativen Tieren war die Anzahl der signifikant veränderten Gene höher, wenn die HT-Induktion schnell erfolgte; während die Unterschiede zwischen den Tieren der Gruppen Nativ und HTL geringer ausfielen. Auch die Genexpression immunrelevanter Gene ähnelte sich in den Gruppen HTS und NHT sowie in den Gruppen HTL, HTS + NOD und Nativ. NOD zeigte einen protektiven Effekt auf die Genexpression immunrelevanter Gene, da sich das Genexpressionsprofil der mit NOD behandelten Tiere dem der nativen Tiere am meisten ähnelte. Der Unterschied signifikant veränderter Gene zwischen den Gruppen HTS und NHT fiel gering aus, so dass ein gewisser Einfluss auf die Genexpression durch die Beatmung nicht ausgeschlossen werden kann.
Insgesamt war in den PP der hirntoten Tiere auf Transkriptomebene vermehrt ein anti-inflammatorischer, als ein pro-inflammatorischer Effekt zu beobachten, so dass die Annahme einer Aktivierung des gut associated lymphoid tissueass (GALT) im Hirntod nicht bestätigt werden konnte. Auch die Annahme eines intestinalen Barriereverlustes, für welche die Genexpression verschiedener Zelladhäsionsmoleküle innerhalb der Gruppen miteinander verglichen wurde, konnte nicht gezeigt werden.
Zusammenfassend konnte man in der vorliegenden Arbeit nicht belegen, dass der pro-inflammatorische Status des Hirntodes das Ergebnis einer mesenterialen Hypoperfusion und einer daraus folgenden intestinalen Barriere-Dysfunktion war. Eine Beteiligung Letzterer an der Immunaktivierung hirntoter Spender ist nicht ausgeschlossen, konnte allerdings mit der hier angewandten Methodik nicht abschließend bewiesen werden. Es sind weitere Untersuchungen zur direkten Beurteilung der Barrierefunktion, vorzugsweise in Kombination mit Studien zur mesenterialen Perfusion, nötig. Die anti-inflammatorischen Eigenschaften NODs konnten in dieser Studie bestätigt werden. Ob diese jedoch durch die Vasodilatation der Mesenterialgefäße verursacht wurden und damit die Folge einer verbesserten mesenterialen Perfusion waren, muss ebenfalls weiter geprüft werden.