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Einfluss der subdiaphragmalen Vagotomie auf die Immunantwort in der murinen polymikrobiellen Sepsis
(2008)
Neben seiner bekannten Funktion im Autonomen Nervensystem zeigt der Nervus vagus bedeutende Einflüsse auf das Immunsystem. Bei diesem als „cholinergic anti-inflammatory pathway“ diskutierten Weg beeinflusst das Autonome Nervensystem über Efferenzen des Nervus vagus Zellen des Immunsystems. Im Rahmen dieser Arbeit wurde der Einfluss einer vollständigen subdiaphragmalen Vagotomie auf die Immunantwort in der akuten polymikrobiellen Peritonitis und Sepsis untersucht. Um das Überleben und den Verlauf einer Sepsis unter Vagotomie bei Mäusen zu betrachten, wurden die Tiere im ersten Teil der Arbeit gleichzeitig einer CASP und einer Vagotomie unterzogen. Zur Sepsisinduktion wurde das chirurgische Modell der Colon ascendens stent peritonitis (CASP) an Mäusen gewählt. Durch die CASP kann die Situation einer polymikrobiellen Sepsis realistisch nachgebildet werden. Die Durchtrennung des anterioren und posterioren Anteils des Nervus vagus erfolgte subdiaphragmal. Dieses Modell entspricht dem typischen Bild einer abdominellen Vagotomie, wie sie nach Magen- und Speiseröhrenresektion klinisch vorkommen kann. In der Überlebenskinetik zeigte sich, dass die Vagotomie allein keinen Einfluss auf das Überleben der Versuchstiere hat. In den septischen Tieren führte sie jedoch zu einer erhöhten Mortalität. In den darauffolgenden Ex-vivo-Experimenten wurde dieser Zusammenhang näher untersucht. Die bakterielle Belastung in verschiedenen Organen und Kompartimenten wurde gemessen. Dabei wurde ein massiver Bakterienbefall des gesamten Organismus nach CASP gesehen. Die Vagotomie zeigte dabei keinen zusätzlichen Einfluss auf die Beseitigung der Bakterien. Eine veränderte Immunantwort nach Vagotomie in septischen Tieren konnte anhand der Konzentration diverser Zytokine im Serum und im Leberüberstand gesehen werden. Wobei die Vagotomie einen Anstieg von pro- und antiinflammatorischen Zytokinen bewirkte. Die Leber wurde mittels Bestimmung der Leberenzyme im Serum und histologischer Färbung eingehend untersucht. Hierbei sah man einen Anstieg der Leberenzyme und einen histopathologischen Leberschaden in den septischen Tieren. Die Vagotomie allein führte ebenfalls zu höheren Leberenzymen im Serum der Mäuse. Histopathologisch zeigten die vagotomierten Tiere in der Leber keine Auffälligkeiten. Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass der Nervus vagus ein wichtiger Immunmodulator in der murinen polymikrobiellen Sepsis ist. Eine alleinige Vagotomie zeigte dabei keinen Einfluss auf das Immunsystem. Allerdings wirkte sie sich in Kombination mit einer septischen Komplikation negativ auf das Überleben aus. Bei einer Vielzahl bauchchirurgischer Eingriffe ist der Erhalt des Nervus vagus schwierig oder nicht möglich. So unterliegen Patienten nach Magen- und Speiseröhrenresektionen einer erhöhten perioperativen Mortalität. Hierbei stellt der „cholinergic anti-inflammatory pathway“ einen möglichen Angriffspunkt für eine effektive Therapie septischer Patienten nach Oberbauchchirurgie dar.
Das Problem der Auswahl eines geeigneten Spenders für eine allogene Stammzelltransplantation mittels Testung auf HLA-Kompatibilität ist von enormer Bedeutung, da mit den „Antigen-Eigenschaften“ des Transplantates eine Reihe möglicher, gefürchteter Komplikationen, wie GvHD, Rezidive oder Abstoßungsreaktionen, einhergehen. Daneben wird der Einfluss weiterer Proteine außerhalb der Gene des MHC vermutet. Basierend auf Transplantationsstudien bei Erwachsenen untersuchten wir den IL6 -174 G/C Promotor Polymorphismus, den TGFbeta +861 T/C Polymorphismus im Intron 5 und den CTLA-4 -318 C/T Promotor Polymorphismus auf Assoziationen mit möglichen Verläufen von Stammzelltransplantationen bei Kindern. Für die Analysen standen uns DNA Proben und klinische Daten einer deutschlandweiten Spender/Empfängersammlung von AML(n=48) und ALL(n=114) Patienten zur Verfügung. Als Kontrollpopulation dienten die gesunden, unverwandten Spender. Die Genotypverteilung der Polymorphismen wurde mit der Methode der Polymerasekettenreaktion und anschließendem Restriktionsverdau typisiert und die statistische Auswertung erfolgte mit Hilfe des Chi- Quadrat Testes nach Pearson. Bezüglich des IL6 -174 G/C Promotor Polymorphismus ist der CC Genotyp in beiden Patientenkollektiven signifikant häufiger vertreten als in der Kontrollgruppe. Bei AML Patienten war der CC Genotyp außerdem mit einem Rezidiv und dem Versterben nach Rezidiv assoziiert. Bei ALL Patienten war der CC Genotyp mit einem „Increasing Mixed Chimerism“ (IncreasMC) nach der Transplantation signifikant assoziiert. Bezüglich des TGFbeta +861 T/C Polymorphismus konnte gezeigt werden, dass ALL Patienten, die an einer Infektion verstarben, überzufällig häufig mit dem Genotyp TT transplantiert wurden. Außerdem wurde deutlich, dass AML Patienten mit einem IncreasMC signifikant häufiger mit einem genotypisch ungleichen Spender transplantiert wurden und AML Patienten mit einer Kompletten Remission signifikant häufiger ein genoytpisch identisches Transplantat bekamen. Im Hinblick auf den CTLA-4 -318 C/T Promotor Polymorphismus zeigte sich, dass die AML Patienten, die an einer Infektion verstarben, signifikant häufiger heterozygot waren als alle anderen AML Patienten. Die Prüfung der HLA-Kompatibilität ist bei der Spenderauswahl das wesentliche Verfahren. Unsere Daten weisen darauf hin, dass auch andere Genregionen für die Kompatibilität eines Transplantates ausschlaggebend sein können. Bei der Spenderauswahl dürfte daher in Zukunft die Genotypisierung polymorpher Gene auch außerhalb der MHC-Region an Bedeutung gewinnen.