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Einleitung: Die Transplantation von Hepatozyten stellt eine aussichtsreiche Alternative zur orthotopen Lebertransplantation dar. Tierexperimentelle Untersuchungen haben gezeigt, dass Spenderzellen nur dann in der Empfängerleber anwachsen und proliferieren, wenn die endogene Leberregeneration eingeschränkt ist. Ziel dieser Untersuchung war, eine nicht-invasive Bestrahlungsmethode zu entwickeln, um die selektive Leberrepopulation durch transplantierte Spenderzellen zu ermöglichen.

Material und Methoden: Nach computertomographischer Planung wurde der rechte Leberlappen von DPPIV (Dipeptidyl-Peptidase IV)-defizienten Ratten mit einer Einzeldosis von 25Gy perkutan bestrahlt. Vier Tage später erfolgte die Resektion des unbestrahlten linken Leberlappens (35%-Teilresektion) und es wurden 5 Mio Wildtyp-Hepatozyten (DPPIV+) in die Pfortader injiziert. Die Integration, Funktionalität und das Wachstum der Spenderzellen in der Empfängerleber konnten durch Fluoreszenz-Kolokalisationsuntersuchungen (Nachweis spezifisch hepatischer Marker wie Cytokeratin 18, Connexin-32 und Cytochrom P450) gezeigt werden (Beobachtungszeitraum 8h bis 12 Wochen nach Transplantation, n=15). Die Strahlenschädigung der Leber wurde durch den Nachweis von Apoptosemarkern (Caspasen) immunhistologisch und mittels ELISA bestimmt.

Ergebnisse: Nach perkutaner Leberteilbestrahlung wurde keine akute Toxizität beobachtet, in der Leber konnten jedoch Apoptosevorgänge innerhalb der ersten 48h beobachtet werden. Spenderzellen wurden über das Pfortadersystem in die Leber eingeschwemmt, in der sie sich innerhalb von 3 Tagen in das Empfängerparenchym integrierten. Ausgehend von den Periportalfeldern wuchsen sie in Clustern in Richtung Zentralvene und repopulierten das konditionierte Empfängerorgan (ca. 15% nach 3 Monaten). Spenderzellen und deren Abkömmlinge zeigten typische hepatische Zelleigenschaften und bildeten interzelluläre Kontakte mit Empfängerhepatozyten aus. Zudem passten sich die Spenderzellen der metabolischen Zonierung im Empfängerorgan an.

Schlussfolgerung: Erstmals konnte im Tiermodell gezeigt werden, dass perkutane Bestrahlung mit sublethaler Dosis zur Wachstumshemmung der endogenen Hepatozyten führt, so dass optimale Repopulationsbedingungen für implantierte Spenderzellen entstehen. Die Bestrahlung eröffnet somit im Rahmen multimodaler Konzepte eine Perspektive zum klinischen Leberersatz.