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Spenderherzkonservierung

Minimierung der Ischämie- und Reperfusionsschäden und der negativen Auswirkungen des Hirntodes auf das Spenderherz unter Einbeziehung älterer Spenderherzen

Unsere Arbeitsgruppe verfolgt mit diesen Studien das Ziel, durch verschiedene Methoden die Schädigung der Spenderherzen durch Hirntod und die kalte Lagerung (Ischämie) und anschließende warme Reperfusion zu minimieren, oder gar aufzuheben. Zu diesem Zweck testen wir unterschiedliche Lagerungslösungen (Kardioplegien) und nehmen uns zudem auch der Problematik an, im Rahmen der hohen Nachfrage und wenig verfügbarer Spenderherzen, Herzen, die aufgrund des vorangeschrittenen Alters der Spender nicht für eine Tansplantation in Betracht kämen, mit der Unterstützung eines modifizierten Mediums (eine Kultur mesenchymaler Stammzellen) doch dem Tansplantprogramm zuzuführen.

Wir verfolgen dazu unterschiedliche Lösungsansätze:

  • Zum Einen die Lagerung und Perfusion des Spenderherzens mit Medium, das mit durch von mesenchymalen Stammzellen produzierten Mediatoren versetzt ist:

Wir vergleichen die postoperative, linksventrikuläre Funktion eines transplantierten Herzens nach konventioneller Kaltlagerung und der eines Transplantat-Herzens nach kontinuierlichen Perfusion mit Medium einer MSC-Kultur. Dies erfolgt in vivo unter Einbeziehung eines hirntoten Spenders.

Zudem untersuchen wir spezifische Gene des programmierten Zelltodes, die die inflammatorische Antwort vermitteln, mit oxidativem Stress in Verbindung stehen und Teil des Phosphoinositid-3-Kinase (PI3K)- Signalweges sind.

  • Auch bei Herzen alter Spender kommt die protektive Wirkung des durch mesenchymale Stammzellen veränderten Mediums zum Tragen.

Unsere spezifischen Ziele sind:

die linksventrikuläre Herzfunktion nach Transplantation in vivo von jungen und alten Herzen, die zum Einen einer konventionellen, statischen, kalten Lagerung über einen verlängerten Zeitraum und zum Anderen mit einer kontinuierlichen Perfusion mit einem MSC-angereicherten Medium unterzogen wurden zu vergleichen,

und auch hier die spezifischen  Gene zu überprüfen, die verantwortlich sind für den oxidativen Stress, die inflammatorische Antwort und die involviert sind in den PI3K-Akt Signalweg.

  • Ein weiterer Ansatz der Organprotektion ist die Verwendung von N-Oktanoyl-Dopamin (NOD) beim hirntoten Spender. Dieses Dopaminanalogon  wurde entwickelt, um möglichen Nebenwirkungen bei der routinemäßigen Verwendung von Dopamin (Tachykardie oder hypertensive Krise) entgegenzuwirken und hat daher keinen Einfluss auf Dopaminrezeptoren und dadurch auf hämodynamische Aktivitäten.

Wir wollen hiermit die Hypothese zu unterstützen, dass ein Spenderherz eines mit N-Oktanoyl-Dopamin behandelten, hirntoten Organspenders im Empfänger besser funktioniert, nach der kardialen Präservation und Transplantation weniger Ischämie- und Reperfusionsschäden aufweist und eine Verlängerung der hypothermen Lagerzeit und Transportzeit zulässt.

Die Ergebnisse der Studie liefern die Grundlage eines neuartigen therapeutischen Ansatzes im Bereich experimenteller und klinischer Therapien von Spenderorganschädigungen.

  • An Schweineherzen testen wir unterschiedliche Lagerungslösungen (Kardioplegien). Als Vergleich zu neu entwickelten Lösungen ziehen wir dabei die in den herzchirurgischen Kliniken gebräuchlichen Lösungen heran. Primäre Zielparameter, die zum Vergleich der Funktionalität herangezogen werden, ist die linksventrikuläre Funktion nach Transplantation und Reperfusion des Herzens und später die histologische Untersuchung der Endothelfunktion und die Funktion der glatten Muskulatur der Koronargefäße im Gefäßbad (s. Vaskuläre Physiologie).

 

Beteiligte Wissenschaftler: