Analyse von Metaboliten in Trockenblut für die nicht-invasive Diagnose der akuten Organabstoßung nach Lebertransplantation

Abstract

Hintergrund: In den ersten Wochen und Monaten nach Lebertransplantation besteht ein deutlich erhöhtes Risiko einer akuten zellulären Abstoßungsreaktion (acute cellular rejection, ACR), die zu einem Funktionsverlust des Transplantates bis hin zum Tode des Patienten führen kann. Trotz zahlreicher Bemühungen im Bereich der klinischen und experimentellen Forschung ist die Diagnostik einer akuten zellulären Abstoßungsreaktion nach Lebertransplantation weiterhin unzureichend. Ziel dieser Arbeit ist es, nicht-invasive Biomarker zu identifizieren und deren Eignung in der Prädiktion und Diagnostik der akuten zellulären Rejektion bei lebertransplantierten Patienten zu prüfen. Methodik: Zwischen Dezember 2016 und Mai 2018 wurden insgesamt 81 Patienten eingeschlossen und in der Summe 296 Proben gewonnen. An zuvor definierten Zeitpunkten gewonnenes Probenmaterial (Kapillarblut) wurde bis zur Analyse getrocknet und gelagert. Die Probenauswertung erfolgte anhand einer flüssigkeitschromatografischen Trennung mit Ionisations-gekoppelter massenspektrometrischer Detektion. Ergebnisse: Ein signifikanter Unterschied der Metabolitprofile zwischen Patienten mit histologisch nachgewiesener ACR (n = 13) und den Kontrollprobanden (n = 51) konnte nachgewiesen werden. Insgesamt wurden drei Metabolite, hierunter N-Undecanoylglycin, Purin und (2S,3S,4S)-5,7,9,11-Tridecatetrayne-1,2,3,4-tetrol, als potenzielle Biomarker für eine ACR identifiziert (Welch-Test, p < 0,05). Diskussion: Weitere Forschung, insbesondere in Form von prospektiven Studien, ist nötig, um die Eignung der Metabolite als Biomarker für die Diagnose einer ACR zu prüfen. Durch die Etablierung eines Biomarker-basierten diagnostischen Verfahrens ist eine Verbesserung der Patientenbetreuung, der Transplantatfunktion und des Langzeitüberlebens potenziell umsetzbar.

Background: Orthotopic liver transplantation (OLT) is still the only considerable curative treatment for liver failure and, due to a lack of effective organ replacement technologies, it is yet to be replaced. Especially in the early stages after OLT, patients are running a high risk of acute cellular rejection, which bears the risk of graft loss or even death. Despite substantial effort in the field of clinical and experimental research, diagnosis of acute cellular rejection still represents a major challenge in postoperative patient care. Hence, this study aims at identifying as well as establishing specific biomarkers in dried blood samples for the diagnosis of ACR. Methods: Samples were collected according to a preset schedule and then left to dry until further analysis. Sample processing was carried out in collaboration with Metabolomic Discoveries (Wissenschaftspark, Golm) by coupling liquid chromatography to mass spectrometry (Electrospray-ionization mass spectrometry). For statistical analysis Welch’s t-test (unequal variances t-test) was applied. Results: A significant difference in metabolic profiles between ACR-patients and the control group was detected. Three metabolites including N-Undecanoylglycine, Purine and (2S,3S,4S)-5,7,9,11-Tridecatetrayne-1,2,3,4-tetrol were identified as potential biomarkers for ACR. Discussion: In order to evaluate the eligibility of the detected biomarkers further prospective research has to be conducted. The establishment of a biomarker-based diagnostic system could potentially contribute to an amelioration in postoperative patient care, graft function, long-term survival and thus allow an overall discharge of the health care system.