Einleitung: Orthotope Lebertransplantation (OLT) ist die einzige kurative Therapie für terminale Lebererkrankungen. Aufgrund von Organmangel erfolgt vermehrt die Transplantation von mangelhaften Organen, die mit einer Anfälligkeit für schweren hepatischen Ischämie-Reperfusionsschaden (IRI) einhergehen. Statische kalte Lagerung (SCS) gilt als Standardmethode zur Organpräservation. Die normotherme (NMP) und die hypotherme oxygenierte Maschinenperfusion (HOPE) sind jedoch in der Lage, den hepatischen IRI zu reduzieren. Ziel dieser Arbeit ist es, die Zytokindynamiken und -profile im Serum im Zeitraum von präoperativ bis sieben Tagen nach OLT zu charakterisieren und im Vergleich zwischen SCS, NMP und HOPE zu analysieren, um ein besseres Verständnis der Auswirkungen auf die Vorgänge des IRI zu gewinnen. Methodik: Diese Daten wurden im Rahmen der HOPE-NMP-Studie, einer aktuell rekrutierenden randomisierten kontrollierten Studie (NCT04644744), erhoben. Analysiert wurden Zytokin im Se-rum von insgesamt 22 Transplantierten, die zwischen Januar 2022 und Januar 2024 eine OLT am Virchow Klinikum der Charité – Universitätsmedizin Berlin, bekamen. Lebern erhielten SCS, endischämische NMP für mindestens vier Stunden oder endischämische HOPE für mindestens eine Stunde vor OLT. Zytokine des hepatischen IRI wurden im Serum zu den Zeitpunkten präoperativ (E1), direkt nach der Reperfusion (E2) sowie an den postoperativen Tagen 2 (E3) und 7 (E4) bestimmt. Ergebnis: Bei diesen Ergebnissen handelt es sich um erstmalige Einblicke in die Zytokindynamik im Serum bei OLT im direkten Vergleich von SCS, HOPE und NMP. Bei den 13 untersuchten Zy-tokinen zeigten sich signifikante Konzentrationsänderungen für MCP-1, IL-6 und IL-8 über den Verlauf. Nach Aufteilung in die drei Therapiegruppen weist in der HOPE-Gruppe IL-10 und in der SCS-Gruppe zusätzlich MCP-1 eine signifikante Konzentrationsänderung auf. In der NMP-Gruppe ändern sich IFN-α2, IFN-γ, IL-12p70, IL-23 und IL-22 signifikant. Unterschiede der Zytokinprofile pro Zeitpunkt zwischen den drei Therapiearmen erreichten keine statistische Signifikanz mit Ausnahme von präoperativ höheren IFN-γ-Werten in der NMP-Gruppe im Vergleich zu SCS und HOPE. Diskussion: Diese Studie konnte zeigen, dass relevante proinflammatorische Zytokine postope-rativ bei Lebertransplantierten ansteigen, was die proinflammatorische Komponente des IRI unterstreicht. NMP und HOPE scheinen die untersuchten Zytokine des IRI im Serum wenig zu beeinflussen, sodass sich kein signifikanter Unterschied zwischen den Zytokinkonzentrationen zu den intra- und postoperativen Zeitpunkten bei den Therapien ergibt. Schlussfolgerung: Trotz des bekannten immunologischen und klinischen Effekts von Maschinenperfusion zeigen sich Einflüsse auf die Zytokindynamik, jedoch keine unterschiedlichen Zytokinprofile im Serum zwischen SCS, HOPE und NMP. Weitere Studien sind notwendig, um andere Komponenten des immunologischen Schadens im IRI zu erkennen.
Introduction: Orthotopic liver transplantation (OLT) is still the only curative treatment for endstage liver diseases. Due to organ shortage more marginal organs which show a vulnerability to hepatic ischemia-reperfusion injury (IRI) are being transplanted. Static cold storage (SCS) remains the standard preservation method. Hypothermic oxygenated machine perfusion (HOPE) and normothermic machine perfusion (NMP) have shown the ability to reduce the extent of hepatic IRI. The aim of this study is to characterize the dynamics and the profiles of cytokines in serum in the time frame from preoperatively until seven days after OLT as well as to compare the findings among SCS, NMP and HOPE. This might lead to a better understanding of the effects of machine perfusion on the mechanisms of hepatic IRI. Methods: The presented data were collected in the context of the HOPE-NMP study, which is an ongoing randomized controlled trial (NCT04644744). Cytokines in the serum of a total of 22 patients were analyzed. All patients underwent liver transplantation at the Virchow Klinikum of Charité – Universitätsmedizin Berlin between January 2022 and January 2024. Donor livers were either preserved using SCS, end-ischemic NMP for at least four hours or end-ischemic HOPE for at least one hour before OLT. Cytokines with a documented role in the hepatic IRI were measured in serum samples which were collected preoperatively (E1), directly after reperfusion (E2) as well as on the postoperative days two (E3) and seven (E4). Result: Presented results provide insights into cytokine dynamics in OLT with a direct comparison among SCS, end-ischemic HOPE or NMP. Among a total of 13 the cytokines MCP-1, IL-6 and IL-8 showed significant changes in concentration over time. After dividing the group into the three treatment groups, the HOPE group showed significant changes in concentrations of IL-10 and the SCS group additionally MCP-1. In the NMP group IFN-α2, IFN-γ, IL-12p70, IL-23 and IL-33 changed their concentration significantly. Differences in the cytokine profile per time point among the three treatment arms did not reach statistical significance, the only exception being higher preoperative IFN-γ in the NMP group compared to the SCS and HOPE. Discussion: This study showed that relevant proinflammatory cytokines rise postoperatively in liver-transplanted patients, emphasizing the proinflammatory component of IRI. NMP and HOPE seem to influence the examined cytokines only slightly, resulting in no significant effect of machine perfusion on cytokine concentrations at the intra- and postoperative time points. Conclusion: Although previous studies have demonstrated both immunological and clinical effects of NMP and HOPE, there seems to be some influence of machine perfusion on cytokine dynamics but no influence on the cytokine profile of the hepatic IRI in the serum. Further studies are needed to identify other components of the immunological injury in IRI.
