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Interleukin-18 (IL-18) und Tumor Nekrose Faktor (TNF) sind potente Mediatoren der intrazerebralen Entzündungsreaktion nach Schädel-Hirn-Trauma (SHT). Experimentelle Studien konnten nachweisen, dass die Blockade von IL-18 zu einer verbesserten neurologischen Erholung nach SHT führt. Die Regulation der IL-18 Expression im intrakraniellen Kompartiment durch TNF wurde bisher nicht untersucht.

In der klinischen Studie wurden 28 Patienten mit schwerem SHT (Glasgow Coma Scale score £ 8) prospektiv erfasst und die TNF- und IL-18-Werte im Liquor bis zu 14 Tage nach Trauma täglich mittels ELISA gemessen und deren Korrelation analysiert. Im experimentellen Teil der Studie wurden Mäuse des C57BL/6 Stammes in fünf Gruppen randomisiert: Gruppe 1 - normale Mäuse ohne SHT (n=10); Gruppe 2 - intrazerebrale Injektion von 200 ng rekombinantem TNF (n=10); Gruppe 3 - intrazerebrale Injektion von Träger-Lösung (10 ml PBS) ohne TNF (n=6); Gruppe 4 - geschlossenes SHT in wild-Typ C57BL/6 Mäusen (n=10); Gruppe 5 - geschlossenes SHT in TNF/Lymphotoxin-/- C57BL/6 Mäusen (n=10). Die Gehirne wurden zu den Zeitpunkten t=24 h und 7 Tage entfernt und homogenisiert zur Analyse der IL-18-Konzentrationen mittels spezifischem ELISA. Alle Experimente wurden durch die Ethische Kommission und die Tierschutzbehörde begutachtet und genehmigt.

Im Liquor von SHT-Patienten zeigten die TNF-Werte eine inverse Korrelation zu den korrespondierenden IL-18-Konzentrationen im Verlauf von bis zu 14 Tagen nach Trauma (r= -0.6 bis -0.8, P<0.05). Im Tierversuch konnte eine signifikante intrazerebrale Induktion von IL-18 durch die intrazerebrale Injektion der Trägerlösung (10 ml PBS) innerhalb von 24 h gezeigt werden (P<0.01; Gruppe 3 vs. 1). Die intrazerebrale Injektion von 200 ng TNF führte zu einer signifikanten Reduktion der IL-18 Konzentration im Vergleich zu den Kontrolltieren (P<0.05; Gruppe 2 vs. 3). Bei den Mäusen mit SHT (Gruppen 4 und 5) zeigte sich eine signifikant erhöhte Letalität der TNF/Lymphotoxin-/- Mäuse innerhalb von 24 h und 7 Tagen gegenüber den wild-Typ Tieren (P<0.05). Die IL-18-Konzentrationen waren im verletzten Gehirn der SHT-Gruppen im Verlauf von 7 Tagen signifikant erhöht gegenüber den Kontrolltieren (P<0.05), wobei keine signifikanten Unterschiede zwischen wild-Typ und TNF/Lymphotoxin-/- Mäusen ermittelt wurden (P>0.05; Gruppe 4 vs. 5).

Der Nachweis einer inversen Korrelation der beiden Zytokine in der klinischen Studie und einer TNF-vermittelten Suppression von IL-18 im Gehirn der Maus in vivo suggeriert eine „duale“ Funktion des pro-inflammatorischen Zytokins TNF im Sinne einer anti-inflammatorischen Wirkung durch Hemmung von IL-18. Diese suppressive Wirkung auf IL-18 reflektiert sich möglicherweise in der erhöhten Letalität der TNF/Lymphotoxin-/- Mäuse nach Trauma, zumal im vorliegenden Trauma-Modell erhöhte intrazerebrale IL-18 Werte mit einer verschlechterten Prognose nach SHT einhergehen.