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Einleitung: Die posttraumatische Aktivierung des Immunsystems bei Patienten mit schwerem Polytrauma ist eng mit der Ausbildung eines SIRS (Systemic Inflammatory Response Syndrome) bzw. MODS (Multiple Organ Dysfunction Syndrome) und dem weiteren klinischen Outcome des Patienten verknüpft. Kürzliche Veröffentlichungen sowie eigene Vorarbeiten haben gezeigt, dass es dabei Genexpressionsprofile gibt, die mit klinischen Parametern in der unmittelbar posttraumatischen Phase eng korrelierbar sind. Unklar bleibt jedoch die genetisch funktionelle Bedeutung dieser differentiellen Genregulation. Dabei war es das Ziel dieser Untersuchung, zu analysieren ob und wenn ja welche klinischen Entitäten zu einer Überexpression von biologischen Hauptfunktionsgruppen führen.

Material und Methoden: 13 polytraumatisierte Patienten wurden in die Studie eingeschlossen. Die Blutentnahmen erfolgten initial im Schockraum (spätestens 90 min nach Trauma) sowie nach 6, 12, 24, 48 und 72 Stunden. Monozytäre RNA wurde mit einem Affymetrix Microarray hybridisiert. Zur Identifikation von Genen, die analog verschiedener klinischer Entitäten hochsignifikant (p<0.001, ANOVA) differentiell exprimiert waren, wurde das Patientenkollektiv analog folgender klinischer Kriterien jeweils dichotom aufgeteilt: Überleben/Versterben, Massentransfusion (> 10 Erythrozytenkonzentrate im Beobachtungszeitraum), Verletzungsschwere (ISS-cutoff 37 Punkte) sowie Ausprägung eines Multiorganversagens (MOF-cutoff 4 Punkte). Im Anschluss wurden die hinsichtlich derjeweiligen klinischen Parameter differentiell exprimierten Gene bezüglich Ihrer biologischen Funktion mittels Pathway Analyse (Ingenuity Systems) und dem dabei integrierten, neuen „Comparison Analysis Tool“ untersucht.

Ergebnisse: Die Genexpressionsprofile von massentransfundierten Patienten (224 Probe Sets) und solchen, die im späteren klinischem Verlauf verstorben waren (763 Probe Sets), enthalten hauptsächlich Genprodukte, die den biologisch funktionellen Bereichen „Immunologische Aktivierung“, „Zellbeweglichkeit“ und „Entwicklung und Aufrechterhaltung des hämatologischen Systems“ bei zu ordnen sind. Obwohl es sich bei beiden klinischen Fragestellungen um die Hauptaktivierung derselben biologisch funktionellen Gruppen handelt, sind nur 6 Gene absolut identisch, nämlich die Chemokine-Liganden CXCL1,2,3,6, der Formyl-Peptid-Receptor FPRL-1 und das Thrombozyten-Adhäsions-Molekül PECAM1.Gene, die hinsichtlich der Fragestellung „Multiorganversagen“ (216 Probe Sets) ein differentielles Expressionsmuster zeigen, sind im Gegensatz dazu hauptsächlich mit der Funktionsgruppe der „Malignomentwicklung“ und „Zelltod“ assoziiert. Die Verletzungsschwere (295 Probe Sets) scheint dabei nicht zu einer spezifischen Aktivierung von genetischen Hauptgruppen zu führen, die dabei differentiell regulierten Gene sind funktionell allgemeinen inflammatorischen Reaktionen zuzuordnen.

Schlussfolgerung: Wir konnten erstmals differentielle Genexpressionsprofile an Monozyten polytraumatisierter Patienten identifizieren, die in Bezug auf verschiedene klinische Ereignisse hochsignifikant unterschiedlich exprimiert sind. Dabei zeichnen sich biologisch-funktionelle Hauptgruppen ab, die je nach klinischer Fragestellung eine prioritäre Rolle einnehmen. Zwar finden sich für mehrere klinische Entitäten dieselben biologischen Genfunktionsgruppen hochreguliert, allerdings werden diese Aufgaben weitgehend von unterschiedlichen Genen übernommen. Ziel weiterer Untersuchungen ist es, die genaue klinische Bedeutung dieser unterschiedlichen funktionellen Aktivierung zu untersuchen.