Einfluss der High Cut-Off Membran auf die Expression humoraler und zellulärer Marker der Inflammation

Abstract

Einleitung: Patienten mit chronischer Niereninsuffizienz weisen gegenüber der Normalbevölkerung eine erhöhte kardiovaskuläre Mortalität auf. Ein hierfür verantwortlicher Pathomechanismus ist der Zustand der chronischen Mikroinflammation, welcher mit erhöhten Spiegeln von humoralen Markern wie CRP, IL-6 und Pentraxin 3 einhergeht. Zelluläre Adhäsionsmoleküle wie PSGL-1 (CD162), Mac-1 (CD11b) und CXCR-1 (CD181) spielen eine entscheidende Rolle bei der Leukozytenmigration zu Entzündungsherden sowie der Produktion inflammatorischer Mediatoren. Eine neuartige High Cut-Off- (HCO) Membran ermöglicht die Elimination von größeren Mittelmolekülen. Die Fragestellung dieser prospektiven Studie war, ob Dialysetherapie mit HCO-Membranen die Serumkonzentration von inflammatorischen Mediatoren langfristig senken kann und welchen Einfluss sie auf die Expression der Adhäsionsmoleküle auf Leukozyten hat. Methoden: Fünfzehn chronische Hämodialyse-Patienten mit erhöhten CRP-Spiegeln (> 0,5 mg/dl) wurden nach einem ABA-Design für jeweils drei Wochen zunächst mit einer High-Flux- (HF) Membran, dann mit einer HCO- Membran und anschließend wiederum mit einer HF-Membran dialysiert. Wöchentlich wurden Blutproben entnommen und analysiert. Die Serumspiegel von IL-6, Il-10 und Pentraxin 3 wurden durch Enzyme-Linked-Immunosorbent-Assay bestimmt, CRP durch turbidimetrische Messung. Die Expressionsdichte der Adhäsionsmoleküle PSGL-1, CXCR-1 und Mac-1 auf Leukozyten wurde durch durchflusszytometrische Analysen ermittelt. Weiterhin erfolgte die Bestimmung von Kreatinin, Harnstoff und Albumin. Die High Cut-Off-Phase wurde gegenüber Woche drei auf Signifikanz überprüft, die zweite HF-Phase gegenüber Woche sechs der HCO-Phase. Ergebnisse: In der HCO-Phase unterscheiden sich die Serumspiegel von IL-6, IL-10, CRP sowie die Expressionsdichte von Mac-1 nicht signifikant zu denen aus der HF-Phase. Pentraxin 3 steigt in der HCO-Phase signifikant an. PSGL-1 wird auf allen Leukozyten in der HCO-Phase signifikant geringer exprimiert. Das Expressionsverhalten von CXCR-1 auf Leukozyten nimmt in der HCO-Phase zu, ohne ein Signifikanzniveau zu erreichen. Die Albumin-Spiegel fielen während der Studienphase mit HCO-Membran signifikant ab. Diskussion: Die Reduktion von PSGL-1 auf Leukozyten durch die HCO-Membran kann mit einer Reduktion der Inflammation einhergehen und möglicherweise das Atheroskleroserisiko günstig beeinflussen. Durch die HCO-Membran zeigt sich ein Trend zur Normalisierung des bei Niereninsuffizienz unterexprimierten CXCR-1. Im Gegensatz zu kurzfristigen Untersuchungen bei septischen Patienten konnte eine Reduktion von CRP und IL-6 Spiegeln in der vorliegenden Langzeitstudie nicht nachgewiesen werden. Der beobachtete Anstieg von Pentraxin 3 war überraschend; möglicherweise wirkt Pentraxin 3 als kompetitiver Inhibitor der P-Selektin- PSGL-1 Verbindung. Ein Anstieg von Pentraxin 3 führt daher möglicherweise zu einer Verminderung von Leukozytenmigration und damit zur Beeinflussung von Pathomechanismen der Atherosklerose.

Introduction: Patients with chronic kidney disease (CKD) have an increased cardiovascular mortality compared to the general population. One pathomechanism is the condition of chronic microinflammation, which is accompanied by increased levels of the humoral markers like CRP, IL-6 and Pentraxin 3. Cellular adhesive molecules like PSGL-1 (CD162), Mac-1 (CD11b) and CXCR-1 (CD181) play a decisive role in the migration of leucocytes to inflammatory sites and the production of inflammatory mediators. A new high cut-off- (HCO) membrane enables the elimination of larger middle molecules. The question of this prospective study was whether the HCO-membrane can lower the serum concentration of the inflammatory mediators in the long term and which effect it has on the expression of the adhesive molecules on leucocytes. Methods: Fifteen chronic hemodialysis patients with increased CRP levels (> 0.5 mg/dl) were treated according to an ABA-design for three weeks with a high-flux- (HF) membrane, then with a HCO-membrane and again with a HF- membrane. Weekly blood tests were taken and analysed. The serum levels of IL-6, IL-10 and Pentraxin 3 were determined by Enzyme-Linked-Immunosorbent- Assay; CRP by turbidimetric measurements. The expression density of PSGL-1, CXCR-1 and Mac-1 on leucocytes was determined by flow cytometry. Furthermore creatinin, urea and albumin were determined. The HCO-period was compared with week three for significance, the second HF-period was compared with week six of the HCO-period. Results: The serum levels of IL-6, IL-10, CRP and the expression density of Mac-1 in the HCO-period do not significantly differ to those from the HF-period. Pentraxin 3 increases significantly in the HCO- period. The expression density of PSGL-1 on all leucocytes in the HCO-period is significantly diminished. On all leucocytes, CXCR-1 increases in the HCO- period without significant differences. The albumin levels decreased significantly during the study phase with HCO-membrane. Discussion: The reduction of PSGL-1 on leucocytes by the HCO membrane can go along with a reduction of inflammation and possibly influence the risk of atherosclerosis favourably. By the HCO-membrane, a tendency is manifested towards the normalisation of CXCR-1, which is under expressed with CKD. In contrast to short-term investigations with septic patients a reduction of CRP and IL-6 levels could not be proved in the present long-term study. The observed increase of Pentraxin 3 was astonishing; Pentraxin 3 possibly acts as a competitive inhibitor of the P-Selektin-PSGL-1 interaction. An increase of Pentraxin 3 possibly leads to a decrease of leucocyte migration and thus to the influencing of pathomechanisms of atherosclerosis.