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Einleitung: Die Therapie septischer Patienten mit Antithrombin (AT) konnte im Rahmen der KyberSept-Studie keinen Überlebensvorteil gegenüber Plazebo-behandelten Patienten aufzeigen. Bei Betrachtung einer prospektiv definierten Subgruppe an Patienten, die kein gleichzeitiges Heparin zur Thromboseprophylaxe erhielten, wurde jedoch eine signifikante Reduktion der 90-Tage Mortalität beobachtet. Unsere Arbeitsgruppe konnte zeigen, dass Hochdosis-AT unter nicht-septischen Bedingungen die Thrombose effektiver als Hirudin und Heparin verhinderte. Im Rahmen der vorliegenden Studie wurde deshalb erstmals die AT Wirkung auf die mikrovaskuläre Thrombusbildung bei i.v. Endotoxinämie und abdomineller Endotoxinapplikation charakterisiert.

Material und Methoden: Im Modell der phototoxisch-induzierten Thrombose am Ohr der haarlosen SKH-1 Maus (n=20; Ketamin/Xylazin-Anästhesie 90mg/25mg/kg ip) wurde die Kinetik der Thrombusbildung in Arteriolen und Venolen mittels intravitaler Fluoreszenzmikroskopie quantitativ erfasst und die subaquale Blutungszeit bestimmt. Zur Induktion der Sepsis wurde E. coli LPS (3mg/kg; Serotyp 0128:B12) 1h vor Thrombose-Induktion iv verabreicht. Unmittelbar vor Thrombose-Induktion erhielten die Tiere jeweils eine einmalige iv-Bolusgabe von AT (100 oder 250U/kg) bzw. Heparin (100U/kg). Kontrolltiere erhielten äquivalente Mengen an 0.9% Kochsalzlösung (10ml/kg). Unter Nutzung eines zweiten tierexperimentellen Sepsismodells (Cremastermuskelpräparation (C57Bl/6J Mäuse), ip-Sepsisinduktion mit 5mg/kg E.coli LPS (Serotyp O111:B2) 2h vor Thrombose-Induktion) wurde die identische Medikation hinsichtlich antithrombotischer Potenz überprüft. MW±SEM; ANOVA und post-hoc Paarvergleich; Signifikanzniveau p<0.05.

Ergebnisse: In septischen Kontrolltieren führte die Lichtexposition in Kombination mit hochmolekularem Fluoreszenzfarbstoff in Arteriolen nach etwa 440s und in Venolen nach etwa 290s zur Ausbildung einer Thrombose. Heparin, als etabliertes Antikoagulans, verzögerte die mikrovaskuläre Thrombusbildung um mehr als 50% (Arteriolen: 753±126s; Venolen: 437±23s; p<0.05 vs. NaCl). Interessanterweise konnte die AT-Gabe die mikrovaskuläre Thrombusbildung in septischen Tieren dosisabhängig noch deutlich verzögern und war insbesondere in Venolen sehr wirksam. So war der komplette Gefäßverschluss bei 100U AT in Arteriolen nach 843±167s und Venolen nach 528±13s festzustellen (p<0.01 vs. NaCl & Heparin für Venolen). Bei der Höchstdosis mit 250U AT waren Arteriolen nach 1336±106s und Venolen nach 1078±144s durch einen Thrombus komplett okkludiert (p<0.05 vs. NaCl & Heparin). Zusätzlich war die subaquale Blutungszeit bei Tieren mit Gabe von 250U AT (186±26s) im Vergleich zu NaCl-, Heparin- und AT-100-behandelten Tieren (102±20s; 68±6s; 101±20s) signifikant (p<0.01) verlängert. Auch im Cremastermuskel-Modell konnte unter Nutzung von LPS eines unterschiedlichen E.coli Serotyps die Gabe von hochdosiertem AT eine signifikante Verzögerung der phototoxischen Thrombose-Induktion unter septischen Bedingungen erreicht und somit die im Ohrmodell erhobenen Ergebnisse untermauert werden.

Schlussfolgerung: In der vorliegenden Arbeit konnte bei i.v. Endotoxinämie und peritonealer Endotoxinapplikation eindrucksvoll gezeigt werden, dass unter Bedingungen der experimentellen Sepsis der hochdosierte Einsatz einer alleinigen AT-Gabe (250U/kg) der klassischerweise mit Heparin durchgeführten Thromboseprophylaxe überlegen ist. Allerdings kam es unter diesem Regime zu einer Verlängerung der Blutungszeit. Erstmalig konnte somit in zwei gut etablierten experimentellen Sepsismodellen die antithrombotische Potenz von Antithrombin zur Verhinderung der mikrovaskulären Thrombosierung charakterisiert werden.