Primäre humane Hepatozyten gewinnen stetig an Bedeutung, sowohl in der Grundlagenforschung als auch in der klinischen Medizin im Rahmen von Zelltherapien. Das Ergebnis der Isolierung pimärer humaner Hepatozyten hängt stark von der Qualität des Lebergewebes ab und es bis gibt bis dato keinen zuverlässigen präoperativen Test, um das Ergebnis einer Isolierung vorhersagen zu können. Ziel dieser Promotionsarbeit war, die Ergebnisse des LiMAx-Tests („maximal liver function capacity test“) mit dem quantitativen und qualitativen Ergebnis in der Isolierung von primären humanen Hepatozyten zu korrelieren. Dieser Test ist im klinischen Alltag in Verwendung um die präoperative Leberfunktion zu messen und die Regenerationsfähigkeit der Leber prognostisch einschätzen zu können. Es wurde postuliert, dass dieser Test auch für die Vorhersage des Ergebnisses der Leberzellisolierung genutzt werden kann. Im Rahmen dieser Arbeit wurden präoperativ erhobene LiMAx-Werte retrospektiv erfasst. Präoperative CT- und MRT-Bildgebung wurden für die Bestimmung des Lebervolumens mittels Volumetrie herangezogen. Die LiMAx-Werte wurden auf das Lebervolumen normiert, um die Stoffwechselkapazität des Lebergewebes vergleichbar zu machen. Primäre humane Hepatozyten wurden aus partiellen Leberresektionen gewonnen (n=64). Nach Ausschluss entsprechend vordefinierter Ausschlusskriterien wurden Zellen von n=48 Spendern in die Studie aufgenommen. Die gewonnene Zellzahl sowie die Viabilität der isolierten Leberzellen wurden mit den Volumen-korrigierten LiMAx-Werten korreliert. Darüber hinaus wurden Zellen von 11 Hepatozyten-Isolierungen auf Mikrotiterplatten über 5 Tage kultiviert, um die metabolischen Parameter Albumin, Harnstoff und Aspartat-Aminotransferase im Verlauf zu bestimmen und mit den LiMAx-Messwerten zu korrelieren. Die gemittelten Volumen-korrigierten LiMAx-Werte zeigten eine signifikante positive Korrelation mit der Gesamtzellzahl (p = 0,049; r = 0,242; n = 48). Die LiMAx-Werte korrelierten jedoch nicht mit der viablen Zellzahl und der Zellviabilität. Um die Korrelationen in einer möglichst homogenen Untersuchungsgruppe in Bezug auf die Tumorentitäten zu ermitteln, wurden Subgruppen gebildet. In der Subgruppe von Patienten mit kolorektalen Lebermetastasen zeigte sich eine signifikante Korrelation der LiMAx-Werte mit der Gesamtzellzahl (p = 0,012; r = 0,488; n = 21) und der viablen Zellzahl (p = 0,034; r = 0,405; n = 21). In der Subgruppe der Patienten mit Karzinomen des Gallengangsystems korrelierten die LiMAx-Werte mit der Zellviabilität signifikant (r = 0,387; p = 0,046; n = 20), nicht jedoch mit der Gesamtzellzahl (r = -0,060; p = 0,401; n = 20) oder den viablen Zellen (r = 0,012; p = 0,480; n = 20). Die korrigierten LiMAx-Werte konnten mit keinem der ermittelten metabolischen Parameter korreliert werden. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen zeigen, dass der LiMAx-Test im klinischen Alltag als nützliches Messinstrument für die Vorhersage von Isolierungsergebnissen von humanen Hepatozyten genutzt werden kann, so lange die zugrunde liegende Lebererkrankung berücksichtigt wird. Allerdings sind weitere Untersuchungen nötig, um die Vorhersagekraft des Tests abschließend zu ermitteln.
Primary human hepatocytes are gaining importance for cellular therapies, tissue engineering and pharmacological and toxicological research. Isolation of primary human hepatocytes is time consuming and expensive. It is therefore important to know which factors influence the outcome of the isolation procedure. Besides technical factors, such as warm and cold ischemia time, size of the liver specimen, or duration of collagenase perfusion, multiple clinical and histopathological factors have been described in literature. Elevated gamma- glutamyltransferase (GGT) or alanine transaminase (ALT) levels, for example, correlate negatively with the outcome of isolation. Steatosis and cirrhosis of the donor liver also tend to worsen the isolation outcome. In order to predict which liver specimen is worth isolating, it would be useful to have just a single preoperative parameter or test. In this study we investigated, whether the results of the “maximal liver function capacity test”, abbreviated LiMAx test, as a preoperative non-invasive test, are capable of predicting the isolation outcome of primary human hepatocytes. Liver tissue was obtained from partial hepatectomies performed at the Department of Surgery at the Charité - Universitätsmedizin Berlin. From a total of 64 hepatocyte isolations, n=48 were included in this study. The isolation outcome was determined by the total cell yield, the viable cell yield and cell viability. LiMAx values were derived from electronic patient’s records and liver volumes were visually determined by volumetry of preoperatively acquired computed tomography and magnetic resonance images. Tumor-free liver volumes were used to calculate the volume adjusted mean LiMAx values. These values were correlated with the outcome parameters of the hepatocyte isolation procedures. The volume adjusted mean LiMAx showed a significant positive correlation with the total cell yield (p = 0.049; r = 0.242; n = 48), whereas correlations of volume adjusted LiMAx values with viable cell yield and cell viability did not show statistical significance. A significant correlation between volume adjusted mean LiMAx and total cell yield (p = 0.012; r = 0.488; n = 21) and viable cell yield (p = 0.034; r = 0.405; n = 21) was found in subgroup of hepatocyte isolations from patients with colorectal metastases. Hepatocyte isolations from patients with carcinoma of the biliary tree showed significant correlations of volume adjusted mean LiMAx with cell viability (p = 0.046; r = 0.387; n = 20) but lacked significant correlations with total cell yield (p = 0.401; r = -0.060; n = 20) and viable cell yield (p = 0.480; r = 0.012; n = 20). Furthermore, hepatocytes out of 11 isolations were cultured over 5 days for measurement of albumin, urea and aspartate aminotransferase with LiMAx values. The correlation of these parameters with the volume adjusted mean LiMAx values did not reach significance. In conclusion, the LiMAx test could be a useful clinical tool to predict the outcome of hepatocyte isolations, especially for patients with colorectal liver metastases. Further subgroup investigation is needed to fully understand the relation of LiMAx values to isolation outcome parameters and hepatocytes in vitro.
