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Einleitung: Entzündungsprozesse und apoptotischer Zelltod spielen bei zahlreichen Lebererkrankungen eine entscheidende Rolle, die letztlich zu einem akuten Leberversagen (ALV) führen können. Der apoptotische Zelltod wird über so genannte Todesrezeptoren, wie Fas (CD95) und Tumor Nekrose Faktor (TNF) Rezeptoren 1 und 2, und ihre Liganden vermittelt. Aktuell wird diskutiert, dass die Hepatozyten vermutlich über den Fas/FasL Reaktionsweg selbst zytotoxisch wirken können (Guy et al., Hepatology 2006;43:1231-40) und somit den Gewebeschaden aggravieren können. Daher untersuchten wir in Abhängigkeit zu TNF die Rolle der Fas/FasL-induzierten Apoptose im murinen Modell des ALV.

Material und Methoden: Fas Wildtyp (wt) und Fas knock out (ko) Mäusen wurde Galaktosamin (Gal, 720mg/kg Körpergewicht ip) und E. coli Lipopolysaccharid (LPS, 10µg/kg Körpergewicht ip) verabreicht. Weiterhin wurden die Tiere entweder mit löslichem rekombinantem TNF-Rezeptor (rTNF-R; 100µg/kg Körpergewicht ip) zur Blockade von TNF oder mit Kochsalzlösung (Kontrollgruppe) 1h vor Gal/LPS-Exposition behandelt. Mit Hilfe der Intravitalmikroskopie wurde der Leberschaden (apoptotische Hepatozyten und Perfusionsversagen) und die Entzündungsreaktion 6h nach Gal/LPS-Gabe analysiert. Zusätzlich wurde die hepatozelluläre Apoptose mittels TUNEL-Histochemie und Western Blot-Analysen von aktivierter Caspase-3 bestimmt und die Plasmaaktivität der Transaminasen erfasst. Mittels Zwei-Farben-Durchflusszytometrie untersuchten wir weiterhin die Fas und FasL Regulation von HepG2 Zellen nach TNF Exposition zur Apoptose-Induktion.

Ergebnisse: In Fas wt Mäusen bewirkt die Exposition von Gal/LPS eine massive hepatozelluläre Apoptose (in vivo Mikroskopie: 268±20 Zellen/mm²) und eine verstärkte Expression von Caspase-3 Spaltprodukten. Weiterhin ist ein deutliches Perfusionsversagen und die Freisetzung von Transaminasen (ALT:497±106 U/L) nach Gal/LPS-Gabe zu beobachten. Eine Neutralisierung von zirkulierendem TNF durch rTNF-R führt in Fas wt Mäusen zu einer fast vollständigen Inhibition des ALV (apoptotische Hepatozyten/mm²: 19±4; ALT: 103±19 U/L). In Fas k.o. Mäusen kommt es zu einem wesentlich geringeren Leberschaden nach Gal/LPS Exposition mit nur 65±4 apoptotischen Hepatozyten/mm² und einer niedrigeren ALT-Aktivität im Plasma (ALT: 252±73 U/L). Zusätzliche Blockade von TNF in Gal/LPS-exponierten Fas k.o. Mäusen resultiert in einer weiteren Reduktion der hepatozellulären Apoptose (apoptotische Hepatozyten/mm²: 36±9), nicht aber der Nekrose (ALT: 260±55 U/L). Die Durchflusszytometrie zeigte, dass die TNF-induzierte hepatozelluläre Apoptose von HepG2-Zellen mit einer signifikanten Erhöhung der Expression von Fas und FasL einhergeht.

Schlussfolgerung: Die Ergebnisse zeigen, dass TNF sowohl alleine, aber wesentlich auch über eine Hochregulation von Fas/FasL hepatozelluläre Apoptose vermittelt. Pharmakologische Strategien bei akuter Leberschädigung sollten daher beide Signalwege in Betracht ziehen, um eine adäquate Zellprotektion zu erzielen.