Inflammation, SIRS und sepsis nach hepatobiliären Chirurgie

ist Lipopolysaccharid bindenden Protein der Link?

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Hintergrund:
LBP bindet an LPS und aktiviert eine entzündliche Kaskade. LBP ist ein Akut-Phase-Protein, dessen Stellenwert als Sepsismarker untersucht wird. LBP wird im Rahmen von Infektionskrankheiten hochreguliert, aber auch nach operativen Eingriffen.
Erweiterte Leberresektionen können durch die Entwicklung eines Leberversagens kompliziert werden. Leberversagen ist häufig verbunden mit der Translokation von Endotoxin und Bakterien, wodurch das Risiko für die Entwicklung eines systemischen inflammatorischen Syndroms bzw einer Sepsis deutlich erhöht wird. Wir haben in einer früheren Studie gezeigt, daß die Hochregulation von LBP mittels einer GCSF Vorbehandlung das Überleben im Modell der letalen 90% Leberresektion ermöglicht.
In der vorliegenden Studie möchten wir die Rolle von LBP für die Entwicklung einer post-operativen Entzündung, SIRS und Sepsis besser verstehen. Deswegen wurde ein neuer LBP-ELISA-Assay etabliert. Zum ersten haben wir das Expressionslevel von LBP nach hepatobiliären Operationen untersucht. Zum zweiten haben wir den Effekt einer Hochregulation von LBP in einem SIRS-Modell und zum dritten in einem Sepsis-Modell untersucht.

Methode:
Der LBP-ELISA basiert auf der Bindung von LBP an immobilisiertem LPS.
1. An Leberproben und Seren von Tieren nach Leberresektionen unterschiedlichen Ausmaßes sowie nach warmer Ischämie und Lebertransplantation wurde die LBP-Expression, die Leberschädigung und die Expression der proinflammatorischen Zytokinen TNFa und IL6 untersucht. In einem Makrophagen-LPS-Stimulation Assay wurde das LBP aus dem Effluent kalt gelagerter Lebertransplantate mit und ohne Zugabe von inhibitorischem LBP-Blocking Peptid untersucht um die pro-inflammatorische Kapazität zu ermitteln.
2. Tiere mit LBP Hochregulation durch Vorbehandlung mit GCSF wurden einer nachfolgenden LPS-Challenge sowie einer 70% Leberresektion unterzogen. LBP hemmendes Peptid wurde verwendet, um die Interaktion zwischen LBP und LPS zu blockieren. Der Schweregrad der Entzündungsreaktion wurde anhand der Serum- und Leber-LBP Spiegel, der Leberschädigung (Enzyme, Morphologie) und der mRNA-Level der proinflammatorischen Zytokine ermittelt. Es wurde eine immunhistochemische Färbung für LPS durchgeführt, um die Kinetik der LPS-Bindung in der Lrber zu untersuchen.
3. Die Rolle der GCSF-induzierten LBP-Hochregulation wurde im Modell der polymikrobiellen Sepsis in naiven Ratten untersucht und sowie das Ausmaß der Entzündungsreaktion untersucht.

Ergebnisse:
1. Die Erhöhung von LBP nach Leberresektion korrelierte mit der Größe der Restleber und damit der synthetischen Kapazität nach Resektion. Sowohl nach warmer Ischämie als auch Transplantation kam es zur Translokation von LPS sowie zur Hochregulation von LBP in Assoziation mit der Induktion einer Entzündungsreaktion.
2. Die prä-operative Hochregulation von LBP mittels G-CSF verstärkte die entzündliche Antwort auf LPS erheblich, sensibilisierte also für die LPS-Challenge. Die Blockade von LBP mittels der gleichzeitigen Gabe des inibitorischen Peptides machte diesen Effekt rückgängig.
3. Die prä-operative Hochregulation von LBP mittels G-CSF reduzierte die Letalität im Modell der polymikrobiellen Sepsis, was zu der Annahme verleitete, daß die Gabe des blockierenden Peptides die Sepsis verschlimmern würde.

Schlußfolgerung:
Die Expression von LBP wurde duch die leberchirurgischen Eingriffe erhöht und die postoperative Entzündungsreaktion dadurch moduliert. Die Blockade von LBP durch das inhibitorische Peptid reduzierte die Entzündungsreaktion. Möglicherweise ist auf diesem Wege die Entzündungsreaktion beim Ischämie-Reperfusionsschaden beeinflußbar.
Die G-CSF induzierte LBP-Expression verschlechterte das klinische Ergebnis im SIRS, reduzierte aber die Letalität im Sepsis Modell. Diese augenscheinlich widersprüchlichen Ergebnisse weisen daraufhin, daß der Effekt von LBP von der Art des entzündlichen/infektiösen Geschehens bzw. der Phase der Erkrankung abhängt. Somit können unsere Ergebnisse dazu beitragen, den begrenzten Wert der postoperativen LBP-Bestimmung als diagnostischem/prädiktiven Marker zu erklären. Hingegen lassen unsere Ergebnisse erwarten, daß die präoperative LBP-Bestimmung zu einer Risikoabschätzung vor einer definierten Intervention beitragen kann.
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Dokumententyp:
Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Fakultät / Institut:
Fakultät für Biologie
Dewey Dezimal-Klassifikation:
500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beitragende:
Prof. Dr. rer. nat. Grümmer, Ruth [Betreuer(in), Doktorvater]
Dr. med. Dahmen, Uta [Betreuer(in), Doktorvater]
Sprache:
Englisch
Kollektion / Status:
Dissertationen / Dokument veröffentlicht
Datum der Promotion:
11.06.2012
Dokument erstellt am:
23.07.2012
Promotionsantrag am:
08.02.2012
Dateien geändert am:
11.02.2014
Medientyp:
Text