Das Spenderalter als Qualitätskriterium in der Lebertransplantation - Evaluation durch die normotherme Maschinenperfusion

Abstract

Hintergrund: Die Lebertransplantation stellt den einzigen kurativen Therapieansatz bei terminalen Lebererkrankungen dar. Trotzdem gelingt es nicht, alle Patient:innen suffizient mit einem Transplantat zu versorgen. Neben einer geringen Spenderzahl spielt die Qualität der zur Verfügung stehenden Organe eine entscheidende Rolle. Dabei werden viele Lebern aufgrund des Spenderalters abgelehnt, wobei unklar bleibt inwiefern das chronologische Alter der Spender:innen mit dem biologischen Alter der Leber gleichzusetzen ist. Die aktuell in klinischer Einführung befindliche normotherme Maschinenperfusion (NMP) könnte hier eine Möglichkeit zur Organevaluation vor Transplantation darstellen. Methodik: Zur Identifizierung möglicher Qualitätskriterien alter Spenderorgane wurden 24 Lebern von 3 und 12 Monate alten Sprague Dawley Ratten mithilfe eines proprietären Kleintier-NMP-Systems verglichen. Neben etablierten Bewertungsparametern, wie die der klinischen Chemie, Makroskopie und Histologie, wurden ebenfalls Proteomanalysen, von sowohl der Galle wie auch dem Lebergewebe analysiert. Ergebnisse: Die Perfusionsdrücke befanden sich über die gesamte Perfusion im Re-ferenzbereich und unterschieden sich nicht zwischen den Altersgruppen. Makrosko-pisch und mikroskopisch zeigte sich nach Perfusion und Spülung vitales Lebergewebe. Während der Perfusion hatten beide Altersgruppen eine suffiziente Laktatclearance von 59,5 mmol/l auf 17 mmol/l sowie eine kontinuierliche Gallepro-duktion (614 mg/h). Bei einem Median von 8,17 unterschied sich der pH der Galle in den Gruppen nicht signifikant (p=0,22). Die Laktat-Dehydrogenase (LDH) der Galle und Alanin-Aminotransferase (ALT) zeigten in den gealterten Organen nach 6 Stun-den Perfusion höhere Werte (LDH: 295 mU/ml vs. 69 mU/ml, p=0,007, ALT: 272U/l vs. 200 U/l; p=0,11). In der Galle von gealterten Organen waren mehr Proteine exprimiert (n= 114 vs. 69). Unter anderem war die Superoxiddismutase stärker exprimiert. In der Gene-Ontology Analyse der Lebergewebsproteine, waren Pathways, welche mit der zellulären Entgiftung und der Oxidoreduktase-Aktivität in Verbindung stehen in älteren Lebertransplantaten stärker exprimiert. Diskussion: Ältere Lebern zeigten in konventionell gemessenen Viabilitätsparame-tern keine relevanten Unterschiede zu jüngeren Organen. Auf Proteinebene zeigten sich jedoch deutliche Unterschiede hinsichtlich der charakteristischen Expression von Proteinen der Zellschädigung. Die Beeinflussung von Proteinen der zellulären Entgif-tung und der Oxidoreduktase-Aktivität sollte das zukünftige Ziel sein, um ältere Organe zur Lebertransplantation nutzbar zu machen.

Background: Liver transplantation represents the only curative treatment option for terminal liver diseases. However, it has not yet been possible to sufficiently provide all patients with a transplant. In addition to the limited number of donors, the quality of the available organs plays a crucial role. Many livers are rejected due to the donor's age, but it remains unclear to what extent chronological age of the donors equates to biological age of the liver. Normothermic machine perfusion (NMP) could provide a method for organ evaluation before transplantation. Methodology: To identify potential quality criteria for older donor organs, 24 livers from 3- and 12-month-old Sprague Dawley rats were compared using a proprietary small animal NMP system. In addition to established evaluation parameters such as clinical chemistry, macroscopic and histological analysis, proteomic analyses of both bile and liver tissue were also conducted. Results: The arterial and venous parameters remained within the reference range throughout the 6-hour perfusion and did not differ between the age groups. Macroscopically and microscopically, vital liver tissue was observed after perfusion and flushing. Both age groups demonstrated sufficient lactate clearance during perfusion, reducing from 59.5 mmol/l to 17 mmol/l, as well as continuous bile production (614 mg/h). The median pH of the bile was 8.17 and did not differ significantly between the groups (p=0.22). The LDH measurement in the bile showed a significant increase in the older organs after 6 hours of perfusion (295 mU/ml vs. 69 mU/ml, p=0.007). Alanine aminotransferase showed a slight increase in the 12-month-old group compared to the 3-month-old group after 6 hours of perfusion (200 U/l vs. 272 U/l; p=0.11). The proteomic analyses of bile samples revealed significantly increased protein expression in older organs, including a stronger expression of superoxide dismutase. Gene ontology analysis of liver tissue proteins showed that pathways related to cellular detoxification and oxidoreductase activity were more strongly expressed in older liver transplants. Discussion: Older livers did not show relevant differences in conventionally measured viability parameters compared to younger organs. However, significant differences were observed at the protein level concerning the characteristic expression of cell damage markers. Therefore, future projects should consider interventions addressing cellular detoxification and oxidoreductase activity, to potentially increase the transplantability of aged livers.