VOCs in Nieren- und Lebertransplantationen

Nieren- und Lebertransplantationen stellen sehr herausfordernde, lebensrettende und wirksame chirurgische Verfahren für Patienten mit Nieren- und/oder Lebererkrankungen im Endstadium dar.

Heutzutage ist die kurz- und langfristige Erfolgsrate von Nieren- und Lebertransplantationen ziemlich hoch. Dennoch bleibt die Transplantatabstoßung eine der größten Einschränkungen mit starken Auswirkungen auf das Überleben der Patienten.

Normalerweise tritt eine akute Abstoßung innerhalb von 3 Monaten nach der Transplantation auf und ist die häufigste Ursache für ein Transplantatversagen und die häufigste Indikation für eine erneute Transplantation.

Eine chronische Abstoßung kann bei 3 bis 17 % Lebertransplantationen und bei 20 bis 40 % Nierentransplantationen auftreten.

Während eine akute Abstoßung aufgrund der klinischen Merkmale und Laborinstrumente eindeutig erkannt wird, ist die Früherkennung einer chronischen Abstoßung immer noch eine Herausforderung, da die klinischen Merkmale oft stumm sind und Labortests aufschlussreich werden, wenn der Schaden aufgrund der Abstoßung fast irreversibel ist.

Die chronische Abstoßung einer Nierentransplantation ist das Ergebnis einer allmählichen Abnahme der Nierenfunktion, die sich drei Monate nach der Operation bemerkbar macht.

Die chronische Nierenabstoßung ist per Definition immunvermittelt und wird im Allgemeinen in eine chronisch aktive Antikörper-vermittelte Abstoßung und eine chronisch aktive T-Zell-vermittelte Abstoßung unterteilt.

Die Transplantationsvaskulopathie ist das wichtigste Einzelmerkmal der chronischen Nierentransplantatabstoßung und die direkte Folge einer Immunreaktion, die eine Zytokinkaskade mit einer Gewebefibrose und einer chronischen Abstoßung aktiviert.

Bluthochdruck und Proteinurie sind die wichtigsten Merkmale einer nachlassenden Nierenfunktion.

Labortests wie Serum-Kreatinin und die geschätzte glomeruläre Filtrationsrate (eGFR)c können helfen, eine Nieren-Allotransplantat-Dysfunktion frühzeitig zu erkennen. Es wird vorgeschlagen, dass die eGFR ein genauerer Indikator und Prädiktor für die Transplantatfunktion und den langfristigen Transplantatverlust ist.

Eine Biopsie ist jedoch obligatorisch, um eine chronische Nierentransplantatabstoßung zu diagnostizieren. Die Ablagerung von C4d-Komplementfragmenten in den peritubulären Kapillaren stellt den Marker für eine Antikörper-vermittelte Gewebeverletzung dar.

Obwohl die Inzidenz der akuten und chronischen Abstoßung mit der Verbesserung der Immunsuppressionsregime zurückgegangen ist, kann die chronische Abstoßung zu einer erneuten Transplantation oder zum Tod führen.

Die chronische Abstoßung eines allogenen Lebertransplantats tritt normalerweise mehr als 2 Monate nach der Transplantation auf und entwickelt sich am häufigsten nach einer ungelösten oder mehreren Episoden einer akuten Abstoßung oder träge über einen Zeitraum von Monaten bis Jahren, mit wenigen oder keinen klinisch erkennbaren akuten zellulären Abstoßungsepisoden.

Chronische Abstoßung, die hauptsächlich durch fibrointimale Hyperplasie der Arterien oder obliterative Arteriopathie, interstitielle Fibrose und Atrophie parenchymaler Elemente gekennzeichnet ist.

Oft ist der einzige verlässliche Frühindikator einer chronischen Abstoßung eine anhaltende und bevorzugte Erhöhung der γ-Glutamyl-Transpeptidase und der alkalischen Phosphatase, die mit einer Schädigung des Gallengangs in Zusammenhang steht. In den meisten Fällen ist Gelbsucht das einzige klinische Zeichen, und es tritt auf, wenn eine Allotransplantat-Dysfunktion auftritt. Gallenschlammbildung oder Auftreten von Gallenstrikturen, Leberinfarkte und schließlich Verlust der hepatischen Synthesefunktion, die sich als Koagulopathie, Mangelernährung und Hepatosplenomegalie manifestieren können, sind späte Befunde, die auf ein Versagen des Allotransplantats hindeuten. Eine Biopsie ist obligatorisch, um den Leberschaden zu beurteilen.

Die Atemanalyse (Breathomics) wird heutzutage in großem Umfang im klinischen Umfeld eingesetzt, um ausgeatmete molekulare flüchtige Verbindungen als Ausdruck einer Stoffwechselstörung des Organismus einschließlich chronischer Erkrankungen und Krebserkrankungen zu identifizieren und zu bewerten.

Ein neuartiger Ansatz, ein Atemtest, der auf der metabolomischen Bewertung der flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs) in der ausgeatmeten Luft basiert, wurde kürzlich von unserer Gruppe entwickelt, um Patienten mit Darmkrebs zu identifizieren, der eine gute Zuverlässigkeit und Compliance zeigt.

Es wurde auch gezeigt, dass die VOC-Analyse eine Anwendung bei der Diagnose von chronischen Leber- und Nierenerkrankungen mit hoher Sensitivität und Spezifität findet.

In Anbetracht der jüngsten Anwendung der Atemwegstherapie bei Leber- und Nierenerkrankungen und der Schwierigkeit bei der Früherkennung einer chronischen Abstoßung nach Leber- und Nierentransplantationen könnte die Analyse des Musters der ausgeatmeten VOC dazu beitragen, eine chronische Abstoßung frühzeitig zu erkennen und eine sofortige medizinische Behandlung zu ermöglichen.