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Nach Organtransplantation ändert sich durch die immunologische Auseinandersetzung mit dem Empfänger die intra-parenchymatöse Genexpression im Transplantat. Eine Analyse der Genexpression in tolerierten bzw. abgestoßenen Transplantaten charakterisiert wichtige Schlüsselproteine. Ein ideales Tiermodell zur Untersuchung der molekularen Mechanismen der Toleranz-Entwicklung bzw. Abstoßung stellt folgendes kongenes Rattenmodell dar: Transplantate werden in unbehandelten Empfängertieren abgestoßen; jedoch kann in genetisch identischen Ratten durch prä-operative donor-spezifische Bluttransfusion (DSBT) gezielt eine Toleranz der Transplantate induziert werden. Mittels mRNA Differential Display werden in den (vorhersehbar) abgestoßenen bzw. tolerierten Organen die unterschiedlich herauf- oder herabregulierten mRNAs - und damit die unmittelbar mit Abstoßung oder Toleranz-Induktion assoziierten Genprodukte - untersucht. Die zeitlich gestaffelte Organentnahme in genetisch identischen Empfängertieren erlaubt die Betrachtung der molekularen Veränderungen während der fortschreitenden Abstoßungsreaktion.

Es wurden komplett MHC-inkompatible heterotope Herztransplantationen (HTx) im Rattenmodell vorgenommen. Die HTx erfolgten mit und ohne Vorbehandlung der Empfängertiere mittels DSBT. Jeweils drei Tiere wurden an den Tagen 7, 14, 28 und 100 getötet, die Organe wurden zur molekularbiologischen Untersuchung entnommen. Aus dem Empfänger-Herzen sowie dem Transplantat wurde totale RNA extrahiert. Die Differential Display Expressionsanalyse erfolgte unter Verwendung von fluoreszenz-markierten Oligonukleotiden und eines Typhoon Fluoreszenz-Scanners mittels eines neu entwickelten Protokolles zur Fragment-Rückgewinnung. Damit konnte auf den Einsatz von üblicherweise zu verwendender Radioaktivität verzichtet werden. Die isolierten cDNA-Fragmente wurden reamplifiziert, kloniert und mittels Sequenzierung identifiziert.

Von den ca 140 reproduzierbar unterschiedlich exprimierten cDNA-Fragmenten am Tag 7 nach HTx wurden 10 Transkripte ausgewählt, welche ausschließlich in tolerierten bzw. ausschließlich in abgestoßenen Organen exprimiert wurden. Diese Genprodukte repräsentieren damit potentielle regulatorische oder modulierende Faktoren bei der Abstoßungsreaktion bzw. der Toleranz-Induktion. Identifiziert wurden pro-alpha1-Kollagen Typ III, Dystonin, mRNAs homolog zum HDCMA18P Protein bzw. zum Seneszenz-Markerprotein 2B, heterogenes nukleäres Ribonucleoprotein A1, Diacylglycerol-Acyltransferase, 26S Proteasom subunit p112 sowie Transkripte von bisher unbekannten Genen.

Im Gegensatz zu den üblichen transplantations-immunologischen Untersuchungen einzelner Lymphozyten-Populationen erlaubt das mRNA Differential Display in unserem Setting eine Analyse der kompletten intra-parenchymatösen Genexpression des gesunden Herzens sowie des abgestoßenen bzw. des tolerierten Herztransplantates. Das mittels unserer Technik isolierte pro-alpha1-Kollagen Typ III stellt ein Markerprotein zur Beurteilung der Gewebsregeneration nach Ischämie oder Transplantation dar. Proteasome sind für die Verarbeitung und Präsentation von Antigenen entscheidend. Der Nachweis dieser Proteine unterstreicht die Relevanz der Methode zur Identifikation von Regulatoren oder Modulatoren der Toleranz-Induktion bzw. Abstoßung. Die weitere Charakterisierung insbesondere der cDNA-Fragmente, welche bisher unbekannte Gene repräsentieren, verspricht Aufschluss über die zugrundeliegenden molekularen Mechanismen und eröffnet möglicherweise neue Wege der Immunmodulation.