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Bitte verwenden Sie diesen Link, wenn Sie dieses Dokument zitieren oder verlinken wollen: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:9-001488-6

Die Untersuchung der disseminierten intravasalen Koagulopathie am Mausmodell der polymikrobiellen Sepsis mit besonderer Berücksichtigung des CC-Chemokinrezeptors 4 auf Thrombozyten

  • Eine Maximalkomplikation der Sepsis stellt das Multiorganversagen dar, welches mit dem Auftreten einer disseminierten intravasalen Koagulopathie (DIC) und gleichzeitig einem letalen Endpunkt assoziiert ist. Es gibt bisher keine wirksame Therapie, zuletzt scheiterte die Anwendung von aktiviertem Protein C (APC) in klinischen Studien. Es fehlt an geeigneten Tiermodellen, um die Grundlagen der Pathophysiologie der DIC zu verstehen. Die Colon Ascendens Stent Peritonitis (CASP) stellt ein Modell der Schweren Sepsis dar. In der schweren Sepsis kommt es bei 37 % der Patienten zu einer DIC. Die klinischen Diagnosekriterien der DIC sollten im Mausmodell der CASP analysiert werden, um anschließend Untersuchungen zur Bedeutung des CC-Chemokinrezeptors 4 (CCR4) auf Thrombozyten für die DIC zu tätigen. Hierzu wurden zunächst durchflusszytometrische Untersuchungen zur Aktivierung des Thrombozyten in der Sepsis getätigt, welche zeigten, dass es zu einer vermehrten Ausschüttung von α-Granula im septischen Verlauf kam. Der Thrombozyt beteiligt sich anscheinend aktiv durch die Ausschüttung seines Sekretoms an den immunologischen Vorgängen einer Sepsis. Zusätzlich konnte mit molekularbiochemischen und proteinbiochemischen Methoden gezeigt werden, dass der Thrombozyt die Fähigkeit des Spleißens und der Proteinbiosynthese aus entwicklungsgeschichtlich jüngeren Zeiten konservierte. Im Modell der CASP zeigte die Wildtyp-Maus eine signifikant erniedrigte Thrombozytenzahl, erniedrigte Fibrinogenplasmaspiegel, Thrombozytenablagerung in der Leber und eine verlängerten extrinsische Gerinnungszeit. Diese Kriterien beschreiben das klinische Vorhandensein einer DIC. In den vergleichenden Untersuchungen des Ausmaßes der DIC der CCR4-defizienten Maus mit der Wildtyp-Maus konnten keine Unterschiede detektiert werden. Die CCR4-defiziente Maus hat einen Überlebensvorteil in der Sepsis trotz der klinischen Kriterien einer DIC. Sowohl der Fibrinogen-ELISA als auch die Immunfluoreszenzhistologien hatten methodisch bedingte Schwächen. Es bleibt jedoch festzuhalten, dass die vorgelegte Arbeit keinen negativen Einfluss des CCR4 auf die DIC detektieren konnte. Die Bedeutung der CCR4-vermittelten Aggregation des Thrombozyten für den Organismus bleibt unklar. Festzuhalten ist, dass das CASP-Modell geeignet ist um das klinisch-analytische Bild einer DIC in der Schweren Sepsis zu untersuchen. Vor dem Hintergrund mangelnder realitätsnaher Tiermodelle leistet dies einen Beitrag für weitere Forschung. Die Experimente zur mRNA-Regulation und Protein-Synthese bilden einen weiteren Baustein im Verständnis des Thrombozyten als kernlose Immunzelle. In ihrer Gesamtheit soll die vorgelegte Arbeit die Sichtweise auf Thrombozyten schärfen. Es handelt sich hierbei nicht um „Megakaryozytenzelltrümmer“, deren Funktion ausschließlich in der Blutgerinnung zu suchen ist. Vielmehr können Thrombozyten als eine Art Andenken an die Phylogenese des Immunsystems angesehen werden. Dreißigmillionen Jahre Entwicklungsgeschichte sind zwischen dem Amöbozyten und dem Thrombozyten vergangen und haben ein breites Rezeptor- und Mediatorrepertoire erhalten. Ob diese dem Organismus im Falle einer Sepsis nutzen oder eher schaden bleibt zu klären. Dass das Fehlen von Thrombozyten in bestimmten inflammatorischen Konstellationen einen Vorteil darstellt, ist auch für die abdominelle Sepsis untersucht. Die Depletion von Thrombozyten erzeugt eine 60 %-ige Verringerung des zellulären Ödems und des pulmonalen Schadens. In folgenden Untersuchungen soll das Modell der CASP genutzt werden um den Einfluss von Thrombozyten auf die DIC und das Überleben in der CASP zu untersuchen.
  • A major complication of sepsis is multi organ failure. This is frequently accompanied by the occurrence of Disseminated Intravascular Coagulopathy (DIC), often leading to death. Currently effective therapies are not available and even the administration of activated protein C (APC) has failed in clinical trials. Also, appropriate animal models are scarce to help understanding the pathophysiologic circumstances of DIC. Colon Ascendens Stent Peritonitis (CASP) is a model causing severe sepsis. In severe sepsis up to 37 % of patients develop DIC. The aim of this study was to analyze the clinical criteria for diagnosing DIC in a murine model of CASP. In addition, the impact of the platelet-derived CC-Chemokine Receptor 4 (CCR4) on the course of DIC was investigated. In sepsis FACS-analyses of platelet activation showed an enhanced secretion of platelet alpha-granules. Hence, platelets actively participated in the immunologic course of sepsis due to the release of their secretome. We could confirm that platelets conserved their ability of splicing and protein biosynthesis, too. Furthermore, there was a significant decrease in platelet count as well as lower plasma levels of fibrinogen. Finally, we found an accumulation of platelets within the liver as well as a prolongation of the clotting time via the extrinsic pathway. All these parameters showed the clinical presence of DIC. Comparing the severity of DIC between wildtype mice and CCR4-knockout mice the latter had a significant better survival in sepsis despite showing all signs of DIC. The fibrinogen ELISA as well as immunohistochemistry displayed method-related problems. Therefore, the interpretation of data regarding both methods was difficult. However, we could not find any significant impact of CCR4 on the DIC. Hence, the exact role of CCR4-mediated aggregation of platelets remains unclear. Altogether, the model of CASP was suitable for analyzing DIC in severe sepsis. Experiments concerning mRNA-regulation and protein synthesis contribute to the understanding of platelets as anucleate immune cells. We would like to point out that platelets are not simple detritus of megakaryocytes solely displaying their function in the course of blood clotting. Rather, platelets should be thought of as a souvenir of immunologic phylogenesis. Thirty million years of evolution have elapsed between simple amoebocytes and the development of platelets. These years have left platelets with a broad spectrum of receptors and mediators. Future research has to determine their positive or negative impact on the course of sepsis. In some inflammatory states, including abdominal sepsis, the absence of platelets has been shown to be beneficial: The depletion of platelets led to a 60 % reduction of cellular edema as well as pulmonary damage. In future studies we will employ the CASP model to further investigate the impact of platelets on DIC and survival in sepsis.

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Metadaten
Author: Julia Van der Linde
URN:urn:nbn:de:gbv:9-001488-6
Title Additional (English):The analysis of disseminated intravascular coagulation in a murine model of polymicrobial sepsis with special regard to CC-Chemokine Receptor 4 on platelets
Advisor:Prof. Dr. Stefan Maier
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):2013/05/06
Granting Institution:Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Universitätsmedizin (bis 31.05.2018)
Date of final exam:2012/12/14
Release Date:2013/05/06
Tag:CASP, CCR4
CASP, CCR4, DIC, Platelet, Sepsis
GND Keyword:Sepsis, Thrombozyt, Tiermodell, Verbrauchskoagulopathie
Faculties:Universitätsmedizin / Klinik und Poliklinik für Chirurgie Abt. für Viszeral-, Thorax- und Gefäßchirurgie
DDC class:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 610 Medizin und Gesundheit
MSC-Classification:92-XX BIOLOGY AND OTHER NATURAL SCIENCES / 92Cxx Physiological, cellular and medical topics / 92C37 Cell biology
97-XX MATHEMATICS EDUCATION / 97-02 Research exposition (monographs, survey articles)
97-XX MATHEMATICS EDUCATION / 97Mxx Mathematical modeling. Applications of mathematics / 97M60 Biology. Chemistry. Medicine