Bösartige Lebertumore zählen zu den führenden Ursachen krebsbedingter Mortalität weltweit. Die bevorzugten Therapien, Leberresektion und Transplantation, werden unter Berücksichtigung der Komorbiditäten und dem Vorhandensein von Leberzirrho-se ausgewählt. Ein kritischer Faktor für die Durchführung einer Leberresektion ist die Regenerationsfähigkeit der Leber, die durch präoperative Maßnahmen wie der Pfort-aderembolisation gesteigert werden kann. Posthepatektomie-Leberversagen (PHLF) stellt hier eine bedeutende Komplikation dar, die signifikant zur Erhöhung der Mortali-tätsraten nach Leberresektion führt. Das Nikotinamidadenindinukleotid (NAD+) zeigt hoch-regenerative Eigenschaften und kann möglicherweise im Rahmen der Leberre-generation angewendet werden. Neueste Erkenntnisse zeigen Dysregulationen des NAD+ Metaboloms, wie zum Beispiel erniedrigte Gewebskonzentrationen bei den Al-koholbedingten Lebererkrankungen. Die Supplementation mittels Vorstufen des NAD+ sollen den NAD+-Metabolismus verbessern. Ziel der vorliegenden Arbeit war das eNAD+, das im Vergleich zu iNAD+ aufgrund sei-ner signifikant niedrigeren Konzentrationen noch wenig erforscht blieb, und seinen Einfluss auf die Leberregeneration nach Leberresektion zu untersuchen. In dieser Studie wurde eine neue und eigene Messmethode zur Bestimmung der eNAD+-Konzentrationen angewendet. Die Rolle von eNAD+ wurde an Patient*innen vor und nach einer Leberresektion untersucht, sowie in-vitro in einer Leberzellkultur und einem Mausmodell. Es zeigten sich erhöhten eNAD+-Konzentrationen bei stei-genden Werten der Aspartat-Aminotransferase (AST) sowie des Bilirubins. Pati-ent*innen mit postoperativem PHLF wiesen erhöhte eNAD+-Konzentrationen auf. Hin-gegen war ein postoperativer Abfall der eNAD+-Konzentrationen bei Patient*innen, ohne oder mit beginnender Fibrose zu beobachten. Bei einer fortgeschrittener F3 und F4 Fibrose war dieser Abfall nicht mehr vorhanden. Immunhistochemische Analysen zeigten eine Hochregulierung der geschwindigkeitslimitierenden Enzyme der NAD+-Biosynthese, Nicotinamide Phosphoribosyltransferase (NAMPT) und Nicotinamide Mononucleotide Adenyltransferase 3 (NMNAT3), mit fortschreitender Fibrose bis zur Zirrhose. Die Gabe von NAD+ in einer Hepatozytenkultur verbesserte die Überlebens-rate der Zellen unter TNF-alpha-induziertem Zellschaden. Experimente an Mäusen mit erweiterter Leberresektion unter NAD+-Therapie zeigten verbesserte Überlebensraten und eine gesteigerte Leberregeneration. Zusammenfassend konnte erstmals gezeigt werden, dass eNAD+ nach Leberresektion fällt. Patient*innen mit einer Leberfibrose und PHLF zeigten kompensatorische eNAD+ Rekrutierungen. Die Substitutionstherapie mit NAD+ in-vitro und nach erweiterter Le-berresektion in der Maus verbesserte die Leberregeneration. Die gewonnenen Er-kenntnisse zeigen ein vielversprechendes Potenzial für eine NAD+-Substitutionstherapie bei Patient*innen mit dekompensiertem NAD+-Metabolismus aufgrund einer Lebererkrankung.
Malignant liver tumors are among the leading causes of cancer-related mortality worldwide. Preferred treatments, liver resection and transplantation, are chosen con-sidering comorbidities and the presence of liver cirrhosis. A critical factor for perform-ing a liver resection is the liver's regenerative capacity, which can be enhanced by preoperative measures such as portal vein embolization. Post-hepatectomy liver fail-ure (PHLF) represents a significant complication that significantly increases mortality rates after liver resection. Nicotinamide adenine dinucleotide (NAD+) has highly re-generative properties and may potentially be applied in liver regeneration. Recent findings show dysregulations of the NAD+ metabolome, such as reduced tissue con-centrations in alcohol-related liver diseases. Supplementation with NAD+ precursors is intended to improve NAD+ metabolism. The aim of this study was to investigate eNAD+, which remained less explored com-pared to iNAD+ due to its significantly lower concentrations, and its positive influence on liver regeneration after resection. In this study, an innovative method was used to determine eNAD+ concentrations. The role of eNAD+ was investigated in patients before and after a liver resection, as well as in-vitro in a liver cell culture and a mouse model. Positive correlations were found be-tween eNAD+ concentrations and postoperative values of aspartate aminotransferase (AST) and bilirubin. Patients with postoperative PHLF showed increased eNAD+ con-centrations. Furthermore, a postoperative decline in eNAD+ concentrations was ob-served in patients with no or incipient fibrosis, whereas in advanced fibrosis and cir-rhosis, this decline was not present, and a trend of a statistically insignificant increase was noted. Immunohistochemical analyses showed upregulation of the rate-limiting enzymes of NAD+ biosynthesis, Nicotinamide Phosphoribosyltransferase (NAMPT) and Nicotinamide Mononucleotide Adenyltransferase 3 (NMNAT3), with progressive fibrosis up to cirrhosis. Additionally, the administration of NAD+ in a hepatocyte culture improved the survival rate of cells under TNF-alpha-induced cell damage. Experi-ments on mice with extended liver resection under NAD+ therapy showed improved survival rates and enhanced liver regeneration. In summary, it was shown for the first time that eNAD+ levels decrease after liver resec-tion. Patients with liver fibrosis and PHLF demonstrated compensatory eNAD+ recruit-ments. The findings suggest promising potential for NAD+ substitution therapy in pa-tients with compensated NAD+ metabolism due to liver disease.
