Einfluss von hypothermer oxygenierter Maschinenperfusion auf die Gallensalzkomposition in ECD-Lebern

Abstract

Einleitung: Als Reaktion auf die kontinuierlich niedrigen Spenderzahlen werden zunehmend Organe von Risikospendern (Extended Criteria Donors) transplantiert. Mit der wachsenden Verwendung dieser marginalen Organe rückt die hypotherme, oxygenierte Maschinenperfusion (HOPE) in den Fokus wissenschaftlichen und klinischen Interesses. HOPE ermöglicht es, den transplantationsassoziierten Ischämie-Reperfusionsschaden (IRI) zu reduzieren, was sich klinisch in besserem Outcome der Empfänger HOPE-therapierter Organe widerspiegelt. Zu den protektiven Effekten von HOPE gehört auch die verminderte Inzidenz von Non- Anastomotic-Stenosis nach Lebertransplantation. Bei der Entstehung dieser Komplikation scheint die Zytotoxizität biliärer Gallensalze eine Rolle zu spielen. Der Einfluss von HOPE auf die Gallensalzkomposition nach Lebertransplantation ist noch weitestgehend unerforscht. Methode: In dieser Arbeit wurden mittels Flüssigkeitschromatographie gekoppelt mit Tandem- Massenspektrometrie die postoperativen Gallenproben von 26 Patienten der abgeschlossenen randomisierten, kontrollierten HOPE-ECD-DBD-Studie analysiert. Es wurden die Gallensalzquantität und -komposition der ersten drei postoperativen Tage erfasst und zwischen mittels Kaltlagerung und HOPE konservierten Organen verglichen. Die Anteile der zytotoxischen Gallensalze wurden mit Markern für cholangiozellulären Schaden (Gamma-Glutamyltransferase, Alkalische Phosphatase) sowie bestimmten ECD-Kriterien korreliert. Resultate: 15 Gallensalzformen wurden identifiziert und mengenbestimmt werden. Es zeigte sich eine signifikante Abnahme der Gallensekretion im postoperativen Verlauf (Tag 1 zu Tag 3: p < 0,001; Tag 2 zu Tag 3: p = 0,049). Der Anteil der primären Gallensalze stieg während der drei Tage signifikant an, während der Anteil der sekundären Formen signifikant abnahm (p = 0,041). In der HOPE-Gruppe war ein schnellerer Zuwachs der primären Gallensalzformen zu erkennen (Tag 1 zu Tag 3: p = 0,06). Die Anteile individueller Gallensalzmetabolite waren zwischen beiden Gruppen vergleichbar. Der Anteil hydrophober Formen nahm im postoperativen Verlauf 7 signifikant zu (Tag 1 zu Tag 3: p = 0,03; Tag 2 zu Tag 3: p = 0,055) und korrelierte signifikant mit dem Serumlevel der alkalischen Phosphatase an zwei von drei postoperativen Tagen (Tag 2: p = 0,017; r = 0,464 & Tag 3: p = 0,008; r = 0,506). Spenderlebern mit einer Makrosteatose von ≥20% wiesen am ersten postoperativen Tag einen signifikant höheren Anteil hydrophober Formen auf. Zusammenfassung: Diese Studie untersucht den Einfluss von HOPE auf die postoperative Gallensalzhomöostase von ECD-Lebern und erweitert damit das Verständnis über die Wirkungsmechanismen dieser neuen Konservierungsmethode. Die Ergebnisse deuten auf den zytotoxischen Einfluss hydrophober Gallensalzformen auf biliäre Strukturen hin und legen den Einfluss einzelner ECD-Kriterien auf die Gallensalzkomposition nahe.

Introduction: In response to the continuously low number of donors, organs from high-risk donors (Extended Criteria Donors) are increasingly being transplanted. With the growing use of these marginal organs, hypothermic, oxygenated machine perfusion (HOPE) has garnered scientific and clinical attention. HOPE has been shown to mitigate ischemia-reperfusion injury (IRI), leading to improved clinical outcomes in liver transplant recipients. Its protective effect furthermore comprise prevention of Non-anastomotic strictures (NAS), a severe complication after liver transplantation. Bile acid toxicity has been implicated in being involved in the pathogenesis of NAS. The Influence HOPE on bile acid composition after liver transplantation largely unexplored. Method: In this study, postoperative bile samples from 26 patients in the completed randomized, controlled HOPE-ECD-DBD study were analyzed using liquid chromatography coupled with tandem mass spectrometry. The quantity and composition of bile salts during the first three postoperative days were recorded and compared between organs preserved by cold storage and HOPE. The levels of cytotoxic bile salts were correlated with markers of hepatocellular (aspartate aminotransferase, alanine aminotransferase) and cholangiocellular damage (gammaglutamyltransferase, alkaline phosphatase) as well as with specific ECD criteria. Results: Fifteen bile salt forms were identified and quantified in the bile samples. Overall, a significant decrease in bile secretion was observed in the postoperative course (Day 1 to Day 3: p < 0.001; Day 2 to Day 3: p = 0.049). The proportion of primary bile salts increased significantly over the three days, while the proportion of secondary forms decreased significantly (p = 0.041).In the HOPE group, a faster increase in primary bile salt forms was observed (Day 1 to Day 3: p = 0.06). There was no clear difference in the proportions of individual bile salt metabolites between the two groups. The proportion of hydrophobic forms increased significantly in the postoperative course (Day 1 to Day 3: p = 0.03; Day 2 to Day 3: p = 0.055) and correlated significantly with the serum level of alkaline phosphatase on two of the three postoperative days (Day 2: p = 0.017; r = 0.464 & Day 3: p = 0.008; r = 0.506). Donor livers with macrosteatosis of ≥20% showed a significantly higher proportion of hydrophobic forms on the first postoperative day. Summary: This study examines the influence of HOPE on the postoperative bile salt homeostasis of ECD livers, thereby expanding the understanding of the mechanisms of action of this new preservation method. The results indicate the cytotoxic influence of hydrophobic bile salt forms on biliary structures and suggest the influence of individual ECD criteria on bile salt composition.