Hirntodinduzierte Aktivierung proinflammatorischer Reaktionen in potentiellen Spenderorganen

Zusammenfassung

Hintergrund

Eine Serie unspezifischer inflammatorischer Ereignisse, ausgelöst durch explosiven Hirntod, scheint in potentiellen Spenderorganen eine Reihe von funktionellen und immunologischen Veränderungen zu verursachen. Ziel dieser Studie ist es, den Verlauf pro-inflammatorischer Zytokine in Herz, Lunge und Niere hirntoter Tiere aufzuzeigen.

Methodik

Bei 4 Hausschweinen wurde Hirntod durch akuten Druckanstieg über einen intrakraniell eingebrachten Foley- Katheter herbeigeführt. Weitere 4 Schweine wurden scheinoperiert und dienten somit als Kontrolltiere. Jedes Experiment wurde 6 Stunden nach Hirntodinduktion beendet und die Organe wurden entnommen. Wir bestimmten die mRNA-Expression für TNF-α, IL-1β und IL-6 mittels rt-PCR in Herz, Lunge und Niere. Die Ergebnisse werden als Relation der Dichtewerte der Zytokine zum Housekeeping-Gen β-actin in der Gelelektrophorese beschrieben.

Ergebnisse

Die 6h-Werte für IL-1β- und IL-6-mRNA waren in allen untersuchten Organen von hirntoten Tieren signifikant höher als in den von scheinoperierten. TNF-α mRNA-Expression war in Lungegewebe hirntoter Tiere ebenfalls signifikant höher, wohingegen in Herz- und Nierengewebe die Werte für TNF-α mRNA in der Hirntod-Gruppe eher niedriger waren als in der Kontrollgruppe (statistisch nicht signifikant).

Schlussfolgerung

Explosiver Hirntod führt zu Zytokininduktion in den peripheren Organen. Aufgrund unserer Ergebnisse schlussfolgern wir, dass es sich hierbei um eine organ-spezifische Regulation handelt.

Summary

Background

Organ dysfunction after explosive brain death has been well documented. In addition, a series of nonspecific inflammatory events may increase the intensity of the immunological host response. The aim of the present study was to monitor the course of proinflammatory cytokines in heart, lung and kidney after brain death induction.

Methods

Brain death (BD) was induced in 4 pigs by inflation of an intracranial Foley catheter and separately 4 pigs were sham-operated. Each experiment was terminated 6 hours after brain death/sham operation and the organs were harvested. We determined the mRNA-expression for TNF-α, IL-1β and IL-6 in the heart, lung and kidney using rt-PCR techniques. The results are presented as absorbance intensity (Mean±SEM). β-actin was used for standardization.

Results

After 6 hours, IL-1β and IL-6 mRNA expression increased significantly in all investigated organs in the brain dead animals compared to sham-operated. TNF-α transcripts increased significantly only in lung, while in heart and kidney TNF-α mRNA tended even to lower values in brain dead animals.

Conclusion

Brain death was associated with an increase in mRNA concentration of IL-1β and IL-6 in lung, heart and kidney, while TNF-α mRNA expression was only up-regulated in lung. We suggest that brain death initiates a cascade of organ-specific inflammatory events that may play a crucial role in early graft dysfunction and rejection via a priming effect on the transplanted organ.