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Einleitung: Beim akuten Leberversagen infolge septischen Schocks kommt der Interaktion von apoptotischem Zelluntergang und gesteigerter Leukozyten-Endothelzell-Interaktion mit Freisetzung proteolytischer Enzyme eine wesentliche Bedeutung zu. Ziel der vorliegenden in vivo Studie war es daher, die anti-apoptotische und anti-inflammatorische Wirkung rekombinant hergestellter Antileukoproteinase (ALP), einem physiologischem Inhibitor leukozytärer Serinproteasen, in einem murinen Modell des akuten Leberversagens zu evaluieren.

Material und Methoden: Zur Induktion eines akuten Leberschadens erhielten weibliche C57BL/6J Mäuse eine intraperitoneale Applikation von Lipopolysaccharid (E. coli LPS, 10 µg/kg KG) und Galactosamin (GAL, 720 mg/kg KG). Zeitgleich wurden die Tiere intraperitoneal mit 15 mg/kg KG ALP (LPS-GAL/ALP; n = 6) oder der Vehikellösung (LPS-GAL; n = 6) behandelt. Tiere ohne Induktion eines Leberschadens erhielten äquivalente Volumina 0,9%iger Kochsalzlösung und dienten als Kontrolle (KON; n = 6). Unter Ketamin/Xylazin-Narkose erfolgte 6 h nach LPS-GAL Exposition die in vivo Fluoreszenzmikroskopie der Leber. Zusätzliche Tiere (n = 6 pro Gruppe) wurden nach zeitgleicher Behandlung zur laborchemischen Bestimmung von AST und ALT sowie zur Bestimmung von TNF-α und IL-6 mittels Bioplex Zytokin-Assay entblutet. Lebergewebe dieser Tiere diente dem anschließenden immunhistochemischen Nachweis der NFkB p65-Untereinheit sowie der Quantifizierung hepatozellulärer Apoptose mittels TUNEL-Assay und Western Blot Proteinanalyse von cleaved Caspase-3. In einer weiteren Serie wurde die Überlebensrate (10-Tage-Überleben, n = 10 je Gruppe) erfasst. Angegeben sind Mittelwerte ± Standardfehler des Mittelwertes. Die statistische Auswertung erfolgte mittels ANOVA und nachfolgendem Paarvergleich (*p<0,05 vs. KON; #p<0.05 vs. LPS-GAL).

Ergebnisse: Die in vivo Analyse der Leber 6 h nach LPS/GAL-Exposition zeigte charakteristische Merkmale des akuten Leberversagens mit intrahepatischer Leukozyten-Akkumulation, Perfusionsversagen, Zell-Apoptose und -Nekrose. Die Applikation von ALP führte zu einer signifikanten Reduktion der venulären Leukozytenadhärenz (Zellen/mm²: KON 19 ± 7; LPS-GAL 130 ± 20*; LPS-GAL/ALP 69 ± 24*^#), allerdings nur zu einer leichten Verbesserung der nutritiven Perfusion (%: KON 90 ± 2; LPS-GAL 68 ± 2*; LPS-GAL/ALP 73 ± 2*). Die massive hepatozelluläre Apoptose konnte durch Gabe von ALP nur unwesentlich beeinflusst werden (TUNEL-positive Zellen/mm²: KON 1 ± 1; LPS-GAL 257 ± 63*; LPS-GAL/ALP 204 ± 66*; cleaved Caspase/ß-Aktin x-facher Anstieg: KON 1,0 ± 0,2; LPS-GAL 6,0±0,5*; LPS-GAL/ALP 4,7±0,1*). Interessanterweise führte die Gabe von ALP aber zu einer signifikanten Reduktion der Transaminasen (AST U/l: KON 29 ± 3; LPS-GAL 208 ± 84*; LPS-GAL/ALP 39 ± 8^#) als Zeichen des eingeschränkten nekrotischen Leberschadens, ohne jedoch die 10-Tage-Sterblichkeit der Tiere zu senken. Die immunhistochemische Quantifizierung ergab eine stark erhöhte Anzahl NFkB-p65-positiver hepatozellulärer Kerne, welche durch Gabe von ALP signifikant reduziert werden konnte (Zellen/mm²: KON 0,1 ± 0,1; LPS-GAL 232 ± 99*; LPS-GAL/ALP 44 ± 30^#). Damit einhergehend waren die Plasmakonzentrationen sowohl von TNF-α als auch IL-10 nach ALP-Gabe signifikant erniedrigt (TNF-α pg/ml: KON 31 ± 5; LPS-GAL 82 ± 13*; LPS-GAL/ALP 38 ± 4^#; IL-10 pg/ml: KON 8 ± 1; LPS-GAL 74 ± 26*; LPS-GAL/ALP 19 ± 9^#).

Schlussfolgerung: Die Applikation von ALP führt im murinen Modell des LPS-GAL-induzierten Leberschadens durch Blockade der nukleären Translokation von NFkB zu einer reduzierten inflammatorischen Antwort, während der Proteasen-Inhibitor im Kontext des apoptotischen Gewebeschadens nicht protektiv ist. Daher erscheint ein therapeutischer Ansatz zur Proteasen-Inaktivierung in der Behandlung des akuten septischen Leberschadens nicht zielführend.