E. Nagel

Preconditioning with the prostacyclin analog epoprostenol and cobra venom factor prevents reperfusion injury and hyperacute rejection in discordant liver xenotransplantation

Abstract: Liver xenografts transplanted from guinea pig to rat suffer from inadequate organ reperfusion and initial dysfunction, despite sufficient complement depletion using cobra venom factor (CVF). Reperfusion injury is prevented when complement depleted donors are treated with the prostacyclin analog epoprostenol. Histological analysis suggests that epoprostenol preconditioning prevents post‐reperfusion spasms of the intrahepatic branches of the portal vein and strongly reduces appearance of hepatocyte apoptosis shortly after transplantation. Cobra‐venom‐treated rats show breakdown of glucose metabolism and die in acute hypoglycaemia, whereas the additional application of epoprostenol restores gluconeogenesis. Consequently, recipient survival after epoprostenol and CVF treatment is significantly improved compared with animals receiving CVF only (5.1 ± 2.6 h vs. 17.9 ± 5.1 h). These data demonstrate that initial dysfunction of discordant liver grafts in the guinea‐pig‐to‐rat species combination, can be overcome by the application of epoprostenol combined with CVF. Using this pharmacologic regimen, the discordant guinea‐pig‐to‐rat model appears useful to study further questions concerning functional and immunological compatibility of a discordant liver xenograft.

Selection of phage-displayed anti-guinea pig C5 or C5a antibodies and their application in xenotransplantation

Xenogeneic liver transplantation in the discordant guinea pig (gp) to rat model results in hyperacute rejection within a few minutes, which is due to activation of the complement system. Currently no antibodies against gp complement factors are available, which allow activation of the gp complement system in serum or complement deposition in tissue to be detected. To close this gap, we started developing single chain Fvs (scFvs) against gpC5 and gpC5a. We generated a combinatorial library of scFv antibodies comprising the variable heavy and light chain repertoire from mice immunized with gpC5. Out of this library we selected several antibodies against gpC5 and C5a after four and six rounds of biopanning, respectively. Selected gpC5-specific scFvs were purified by metal affinity chromatography followed by size exclusion chromatography or by affinity chromatography using Protein L. Purified scFvs were able to inhibit gp complement system in a hemolytic assay and to detect gpC5 deposition in tissue. A surface plasmon resonance based assay on BIAcore was established, with which the C5 concentration in gp serum was determined to 240 microg/ml. As at least 0.04% of the normal gpC5 concentration can be detected, the test provides a powerful tool to investigate the development and the consequence of a hybrid complement system after liver xenotransplantation from gp to rat.

Prävention des lschämie-/Reperfusionsschadens nach Lebertransplantation durch anti-apoptotische Therapie

In einer tierexperimentellen Arbeit wurde das Auftreten von Apoptose beim Ischamie-/Reperfusionsschaden nach Lebertransplantation untersucht. Rattenlebern wurden nach hypothermer Organkonservierung in HTK Losung syngen transplantiert und anschliefiend das Ausmas der Apoptose bestimmt. Dabei konnte gezeigt werden, das es nach hypothermer Ischamie und Reperfusion zu einer apoptotischen Schadigung vor allem endothelialer Zellen kommt. Nach Vorbehandlung mit α-Tocopherol konnte die Apoptose endothelialer Zellen signifikant gehemmt werden. Wir vermuten, das die apoptotische Endothelzellschadigung in der fruhen Reperfusionsphase eine wichtige Rolle in der Pathogenese des Ischamie-/Reperfusionsschadens nach Lebertransplantation spielt.

Rationalisierung versus Rationierung in der Chirurgie

In der Diskussion um Einsparungen im Gesundheitswesen versteht man unter dem Begriff der Rationalisierung die Bemuhungen, die eine Steigerung der Produktivitat bei geringem Mitteleinsatz zum Ziel haben bzw. bei denen durch die effizientere Bewirtschaftung vorhandener Mittel ausreichend Handlungsspielraume fur das Gesundheitssystem geschaffen werden sollen. Durch den rationelleren Einsatz vorhandener Ressourcen und Festlegung auf das medizinisch Angemessene und Notwendige konnen medizinische Behandlungsstandards definiert werden, die es moglich machen, das der arztliche Ermessensspielraum und die Teilnahme an wissenschaftlich-technischem Fortschritt bei konsequenter Evaluation von Behandlungsschemata erhalten wird. Im Ergebnis konnte sich eine sogenannte Priorisierung, d.h. eine aktive Bevorzugung von Indikationsbereichen oder Leistungsarten entwickeln, die mit den Interessen, Erwartungen und Praferenzen aller Beteiligten weitgehend ubereinstimmt. Eine explizite Rationierung medizinischer Leistungen ist aus arztlicher Sicht strikt abzulehnen.

Transendotheliale Sauerstoffradikalbildung und periportale Lipidperoxidation nach warmer Ischämie und Reperfusion der Leber

Im Rahmen des Reperfusionsschadens nach warmer Ischamie der Leber wird eine mogliche pathogenetische Rolle von freien Sauerstoffradikalen und reaktiven Sauerstoffmetaboliten kontrovers diskutiert [1]. Eine endotheliale Bildung des Sup eroxidradikals und von Wasserstoffsuperoxid konnte am postischamischen Endothel von Lunge, Herz und Intestinum bereits histochemisch demonstriert werden [2]. Die Spezifitat der zytochemischen Nachweismethode fur das Superoxidanionradikal mittels Diaminobenzidin (DAB)- Mn++ wurde inzwischen validiert [3]. Unter Ischamie und Reperfusion kommt es zu einer Aktivierung der Kupfferschen Sternzellen, denen eine entscheidende Rolle bei der Erzeugung von freien Sauerstoffradikalen zugeschrieben wird [4]. Sauerstoffradikale sind geno- und zytotoxisch, sie schadigen vor allem Fettsauren der Zellmembranen durch Lipidperoxidation und konnen so zu einer Membrandesintegration fuhren. Peroxidative Veranderungen an Carbonylgruppen von Lipiden und Proteinen konnen nach Derivatisierung zytochemisch nachgewiesen werden [5].

Abdominalchirurgisch relevante Aspekte des Suizidversuchs

In this retrospective study of 24 patients who were treated at our clinic during the last 22 years after having attempted suicide, we evaluated aspects concerning abdominal-and transplantation surgery. There was a predominance of “hard” (70%) versus “soft” (30%) methods for suicide attempt. Intra-abdominal injuries resulting from attempted suicide by stabbing or shooting should lead to laparotomy— the prognosis is then good. Surgical treatment after intoxication, especially caustic ingestion, depends on endoscopic and clinical findings. The highly increased rates of suicide significantly by kidney transplantation. The risk of suicide after transplantation is further diminished with improved immunosuppressive treatment. Only in a few cases there is an indication for liver transplantation— in some cases of fulminant hepatic failure caused by self-administered paracetomol overdose. Auxiliary liver transplantation may then be considered.ZusammenfassungSowohl die abdominal-als auch die transplantationschirurgisch relevanten Aspekte des Suizidversuchs werden anhand der eigenen Patienten retrospektiv über einen Zeitraum von 22 Jahren analysiert und dargestellt. Die Untersuchung der Methoden der Suizidversuche von 24 Patienten zeigte ein deutliches Überwiegen der sog. harten (70%) gegenüber den weichen (30%) Methoden. Bei abdominalen Verletzungen aufgrund eines Suizidversuchs ist die Indikation zur Laparotomie in der Regel bei Stich- und Schußverletzungen mit meist guter Prognose nach der chirurgischen Behandlung gegeben. Bei Intoxikationen, insbesondere Laugenverätzungen, wird die Operationsindikation abhängig vom endoskopischen Befund und der Klinik des Patienten gestellt. Die deutlich erhöhte Suizidgefährdung bei Patienten mit terminaler Niereninsuffizienz kann durch eine Nierentransplantation signifikant gesenkt werden. Aufgrund verbesserter Immunsuppression und damit verbesserter Transplantatfunktion nimmt die Suizidgefährdung nach Transplantation ab. In der Folge einer Paracetamolingestion in suizidaler Absicht ist nur in seltenen Fällen bei akutem Leberversagen eine Lebertransplantation indiziert, wobei in diesem Fall die auxiliäre Lebertransplantation als Differentialeingriff zu erwägen ist.