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Fragestellung: Septische Komplikationen stellen mit ca. 45% den häufigsten Grund des Versterbens von polytraumatisierten Patienten im Verlauf des Krankenhausaufenthalts dar. Um das Outcome dieser Patienten zu verbessern, ist eine schnelle und präzise Diagnostik notwendig. Das Ziel der vorliegenden Studie ist es zu validieren, ob die Entstehung einer Sepsis im polytraumatisierten Patienten durch die Exosomen-Subpopulationen, die exosomalen Zytokine und die miRNA-Expression prognostiziert werden kann.

Methodik: Plasmaproben von polytraumatisierten Patienten mit einem ISS>16 wurden im Schockraum, nach 24 h und 5 Tagen gesammelt. Die Patienten wurden in zwei Gruppen unterteilt: Polytrauma ohne (n=10) und Polytrauma mit Sepsis (n=10). Exosomen wurden mittels Größenausschlusschromatographie aus 100 µl Plasma isoliert (Exo-Spin TM, cell guidance systems). Zur Quantifizierung und Größenverteilung der EVs wurden Nanopartikel Tracking Analysen (NTA) durchgeführt. Die Oberflächen-Antigene der Exosomen wurden mit einer Bead-basierten Multiplex FACS Methode analysiert und mit den Daten von gesunden Kontrollen (n=10) verglichen. Darüber hinaus, wurden die exosomalen, sowie systemischen Zytokinkonzentrationen (IL-6 und IL-10) mittels hochsensitivem ELISA bestimmt. Zur Analyse der miRNA Konzentrationen wurden die exosomalen miR-92a, miR-93, miR-155 und miR-21 mittels RT-qPCR gemessen. Statistische Verfahren: ANOVA Test und Pearson Korrelation. Statistische Signifikanz bestand bei einem p-Wert <0.05.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: CD62p+ Exosomen zeigten sich in den Polytrauma-Patienten, welche eine Sepsis entwickelt haben, signifikant erhöht (p<0.05). Während sich andere exosomale Subpopulationen in diesen Patienten deutlich vermindert gezeigt haben, wie z.B. CD40+ Exosomen und CD49+ Exosomen (p<0.05). Darüber hinaus beobachteten wir, dass die exosomale mit der systemischen IL-6 Konzentration korrelierte (p<0.05). Exosomales IL-10 wurde über die Zeit konstant exprimiert und korrelierte nicht mit der systemischen Konzentration. Ein Unterschied zwischen den Patienten mit Sepsis und ohne Sepsis zeigte sich im Bezug auf die Zytokinkonzentrationen nicht. Im Weiteren war die Entstehung von Sepsis assoziiert mit der Herunterregulation der exosomalen miR-21 (p<0.05), während sich die miR-93, miR-155 und miR-92a nicht verändert zeigten.

Wir konnten in der aktuellen Studie zeigen, dass die Entstehung einer Sepsis im Polytrauma-Patienten mit signifikanten Veränderungen der exosomalen Subpopulationen und deren Inhalt einhergeht. In den septischen Polytrauma-Patienten zeigten sich die CD62p+ Exosomen signifikant erhöht, während CD40+ und CD49+ Exosomen herunter reguliert wurden. Ebenfalls signifikant herunterreguliert zeigte sich die miR-21 in Exosomen von septischen Patienten.