Christoph Rummel

• Trotz der Entwicklung neuer und selektiver Immunsuppressiva, bleibt die Transplantation des Dünndarms auch weiterhin bei einer Fünfjahresüberlebensrate von 35% ein risikoreiches Verfahren, welches nur bei einem kleinen Patientenspektrum derzeit indiziert ist. Die Erkenntnis, daß eine cotransplantierte Leber die Überlebensrate nach Dünndarmtransplantation wesentlich verbessert, zeigt die immunologische Sonderstellung der Leber auf und verweist auf ihren protektiven Effekt, den sie auf sämtliche Organtransplantate des gleichen Spenders ausübt.Trotz der Entwicklung neuer und selektiver Immunsuppressiva, bleibt die Transplantation des Dünndarms auch weiterhin bei einer Fünfjahresüberlebensrate von 35% ein risikoreiches Verfahren, welches nur bei einem kleinen Patientenspektrum derzeit indiziert ist. Die Erkenntnis, daß eine cotransplantierte Leber die Überlebensrate nach Dünndarmtransplantation wesentlich verbessert, zeigt die immunologische Sonderstellung der Leber auf und verweist auf ihren protektiven Effekt, den sie auf sämtliche Organtransplantate des gleichen Spenders ausübt. Dies konnte sowohl tierexperimentell (Rasmussen, 1995; Meyer, 2000) als auch im Rahmen der humanen Leber/Dünndarmtransplantation nachvollzogen werden (Intestinal Transplant Registry). Dabei sind diese toleranzinduzierenden Mechanismen der Leber selbst, aber auch im gesamten Immunsystem des Empfängers, bisher nur unvollständig bekannt. Ziel der vorliegenden Arbeit war es mit Hilfe der Durchflußzytometrie die Zellmigration immunologisch kompetenter Zellen nach Leber/Dünndarmtransplantation zu analysieren, welche möglicherweise Grundlage für die spenderspezifische Toleranz sind. Insbesondere führten wir Analysen in der transplantierten Leber selbst, aber auch in mesenterialen Lymphknoten und der Milz des Empfängers durch. Die Ergebnisse sollten mit gewonnenen Erkenntnisse aus der Immunhistologie korreliert werden. Dabei gelang es uns mit der kombinierten orthotopen Leber/Dünndarmtransplantation der Ratte in der Stammkombination BN®LEW ein geeignetes Tiermodell zu entwickeln. Erstmals war es damit möglich, vollständig physiologische Verhältnisse zu schaffen und die immunologischen Mechanismen nach Transplantation im Langzeitverlauf zu untersuchen. Nach Ablauf der initialen Gabe geringer Dosen des Immunsuppressivums FK506, konnten wir - nach passagerer Abstoßung - die induzierte spenderspezifische Toleranz nachweisen und dabei eine bloße Akzeptanz der Transplantate ausschließen, indem wir nachträglich Haut- und Herzorgane transplantierten. Mit Hilfe der Durchflußzytometrie untersuchten wir zusätzlich wesentliche Mechanismen der Toleranzinduktion: den Chimärismus und die Apoptose nicht-parenchymaler Zellen im Lebertransplantat. Den Chimärismus, konnten wir in seinen unterschiedlichen Manifestationsformen (Makro-, Mikro- und Transplantatchimärismus) zu jeder Zeit nach Transplantation nachweisen. Zum Nachweis apoptotischer Zellen mit der Durchflußzytometrie, gelang es uns eine Methode zu etablieren, die den dynamischen Apoptoseprozeß erfaßt und damit die Unterscheidung zwischen frühapoptotischen, apoptotischen und spätapoptotischen / nekrotischen Zellen ermöglicht. Die Apoptoseanalyse unterschiedlicher Leukozytenpopulationen im Lebertransplantat selbst gelang uns dabei ebenfalls. Unsere eigenen Ergebnisse, sowie die Erkenntnisse aus der Literatur lassen den Schluß zu, daß spenderspezifische Toleranz hauptsächlich in der Leber durch das Zusammenspiel mehrerer Mechanismen induziert wird. Dabei scheinen der Chimärismus und die T-Zellapoptose eine zentrale Rolle zu spielen.…
• Despite the fact that new and selective immunosuppressive drugs were developed in the past the transplantation of small bowel remains - with a five year survival rate of 35% - a risky procedure, which is only indicated for a small group of patients at the moment. The fact that a co-transplanted liver improves the survival rate distinctly shows that the liver has an immunological outstanding role: the liver protects several co-transplanted organs of the same donor. This was shown in animal experiments (Rasmussen, 1995; Meyer, 2000) but also inDespite the fact that new and selective immunosuppressive drugs were developed in the past the transplantation of small bowel remains - with a five year survival rate of 35% - a risky procedure, which is only indicated for a small group of patients at the moment. The fact that a co-transplanted liver improves the survival rate distinctly shows that the liver has an immunological outstanding role: the liver protects several co-transplanted organs of the same donor. This was shown in animal experiments (Rasmussen, 1995; Meyer, 2000) but also in human patients (Intestinal Transplant Registry). These tolerence inducing effects of the liver itself but also of the whole immune system in the recipient are still understood insufficiently. The aim of this experimental analysis was to show with the flow cytometry the migration of immunological cells after combined liver/small bowel transplantation which might be involved in the development of the donor specific tolerence. We analyzed the effects within the transplanted liver itself but also in the mesenteric lymph nodes and the spleen of the recipient. The results should be verified with results gained from the immune histology. We developed successfully a rat model using the genetic BN®LEW combination for the combined liver/small bowel transplantation. For the first time it was possibel with this animal model to establish a complete physiological and longterm experiment. After the initial and very low dose usage of the immunosupressive drug FK506 we could show - after a transient rejection reaction - the induction of donor specific tolerence using additionally transplanted skin and heart organs. With the flow cytometry we analyzed major mechanisms of the tolerence induction: chimerism and apoptosis of non parenchymal cells in the liver transplant. The chimerism (macro-, micro-, transplant-) could be demonstrated at every point after transplantation. We developed successfully a method to demonstrate the dynamic process of apoptosis with the flow cytometry. We differentiated early-apoptotic, apoptotic and late-apoptotic/nectrotic cells. We also analyzed the different apoptic rates within the different leukocyte groups. Our results - together with other results in the literature - lead to the conclusion that the donor specific tolerance is mainly induced in the liver. Therefore several different immunological mechanisms - especially the chimerism and apoptosis of T-cells - must play together.…