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Philipp Stiegler

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Kontakt:

Assoz. Prof. PD. Philipp Stiegler
Medizinische Universität Graz
E:Philipp.stiegler@medunigraz.at

Viele lebensbedrohliche Erkrankungen können nur durch Organtransplantation geheilt werden. Die Anzahl der Organe muss gesteigert werden um die Zahl der Todesfälle auf der Warteliste zu verringern. Die Maschinenperfusion ermöglicht eine Austestung und sogar Verbesserung der Organqualität. Spezielle Substanzen sollen als Zusätze zur Maschinenperfusionslösung ausgetestet werden und helfen, Organe welche zu schlecht für eine Transplantation wären zu verbessern um mehr lebensrettende Organe den wartenden Empfängern zur Verfügung stellen zu können.

Kooperationspartner:

Um ein Organ erfolgreich transplantieren zu können, muss bereits im Körper des Organspenders dessen Blut durch eiskalte Konservierungslösung ersetzt werden. Das Organ wird anschließend bei 4°C gekühlt gelagert um den Stoffwechsel zu verlangsamen und somit den Ischämieschaden, der im Laufe der Zeit die das Organ außerhalb des Körpers verbringt entsteht, möglichst gering zu halten. Standardvorgehen ist im Moment die statische kalte Präservation, die jedoch zeitlich stark limitiert ist und keine Möglichkeit bietet, die Funktion der explantierten Organe vor der Implantation zu beurteilen oder zu beeinflussen.

Mit Hilfe der Maschinenperfusion (MP) ist man in der Lage die Organfunktionalität über längere Zeit unter physiologisch optimierten Bedingungen aufrecht zu erhalten. Durch die Möglichkeit während des Prozesses verschiedenste Parameter anpassen zu können und Proben zur Abklärung des Organstatus nehmen zu können ist diese Technologie eine hervorragende Alternative zur statischen kalten Präservationsmethode. Außerdem bietet die Maschinenperfusion, im Gegensatz zur statischen kalten Präservation, die Möglichkeit zeitnahe Entscheidungen über die Qualität des Spenderorgans auf Grund von validen Markern, die während des Konservierungsprozesses bestimmt werden können, zu treffen [1-4]. Wenn ein Organ wieder in den menschlichen Kreislauf integriert und erwärmt wird, entsteht der sogenannte Reperfusionsschaden, im Zuge dessen durch immunologische und pathophysiologische Prozesse Zellschäden auftreten, die zu einer Beeinträchtigung des transplantierten Organs bis hin zur Dysfunktion und folglich dem Tod der PatientInnen führen kann. Wesentliche pathologische Prozesse spielen sich hierbei in den kleinsten Gefäßen und auf der Ebene der Mikroperfusion der zu transplantierenden Organe ab. Hierbei ist es äußerst wichtig diese Prozesse exakt zu charakterisieren um sie dann positiv beeinflussen zu können.

Aufgrund der Tatsache, dass eine Vielzahl von Lebererkrankungen nur mit der Transplantation eines Spenderorgans geheilt werden können, und der Tatsache, dass der westliche Lebensstil den Zustand von immer mehr potentiellen Spenderlebern negativ beeinflusst, gibt es eine fast unüberwindbare Lücke zwischen Organbedarf und Spenderorganen. Die Medizin ist hierbei gezwungen auf Organe immer schlechterer Qualität zurückzugreifen (z.B. Fettleber, zirrhotische Leber). Insbesondere bei diesen vorgeschädigten Lebern ist es wichtig, die Möglichkeit zu haben, die Organfunktion und die Mikroperfusion während der Maschinenperfusion zu beurteilen und beeinflussen zu können um die Mikroperfusion dieser sogenannten marginalen Organe zu verbessern und somit wieder für OrganempfängerInnen zugänglich zu machen [5,6]. In ersten Versuchen werden nach Genehmigung durch die lokale Ethikkommission nicht transplantable humane Spenderlebern in eine Perfusionsmaschine eingespannt und für einen Zeitraum von 12 Stunden bei einer subnormothermen Temperatur von 20°C perfundiert. Dazu werden Fluss- und Druckraten im arteriellen und dem venösen Kreislauf separat eingestellt, beobachtet und protokolliert. Zusätzlich zu den state-of-the-art Probennahmen (Perfusat, Gewebe und Gallenflüssigkeit) wird die Mikroperfusion des Organs mit Hilfe der photoakustischen Bildgebung aufgezeichnet und als wichtiger Schlüsselparameter zur Beurteilung der Organqualität herangezogen. Die hierbei gewonnen Daten werden mit immunhistochemischen, histologischen und mikrobiologischen Serum- und Gewebeparametern verglichen und validiert. In einem weiteren Schritt werden während der Maschinenperfusion der Lebern unterschiedliche Substanzen der Perfusionslösung zugesetzt und deren Einfluss auf die Organfunktionalität und auch die Mikroperfusion dokumentiert und über etablierte Standardparameter validiert um somit den Weg für eine positive Beeinflussung und Konditionierung von nicht transplantablen Spenderlebern zu ebnen und so die Anzahl der potentiell zur Transplantation zur Verfügung stehenden Organe drastisch zu steigern.

Referenzen:

  1. Guarrera, J.V., et al., “Hypothermic machine preservation in human liver transplantation: the first clinical series.” Am J Transplant, 2010. 10(2): p. 372-81.
  2. Minor, T. and A. Paul, “Hypothermic reconditioning in organ transplantation.” Curr Opin Organ Transplant, 2013. 18(2): p. 161-7.
  3. Manekeller, S. and T. Minor, “Possibility of conditioning predamaged grafts after cold storage: influences of oxygen and nutritive stimulation.” Transpl Int, 2006. 19(8): p. 667-74.
  4. Hoyer, D.P., et al., “Controlled Oxygenated Rewarming of Cold Stored Livers Prior to Transplantation: First Clinical Application of a New Concept.” Transplantation, 2016. 100(1): p. 147-52.
  5. Dutkowski, P., R. Graf, and P.A. Clavien, “Rescue of the cold preserved rat liver by hypothermic oxygenated machine perfusion.” Am J Transplant, 2006. 6(5 Pt 1): p. 903-12.
  6. Isselhard, W. and T. Minor, “Gaseous oxygen for protection and conditioning of organs during ischemia.” Zentralbl Chir, 1999. 124(4): p. 252-9.
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