Bewertung der Lebensfähigkeit von Lebertransplantaten während der normothermischen regionalen Perfusion (MAASTR3BOLOMIC)

Mit zunehmendem Mangel an verfügbaren Spenderorganen hat sich in vielen Ländern die Lebertransplantation aus Spende nach Kreislauftod (DCD) etabliert, um eine therapeutische Strategie für Patienten mit Lebererkrankungen im Endstadium anzubieten, die über die Standardspende nach Hirntod (DBD) hinausgeht. In Frankreich wird seit 2015 ein kontrolliertes DCD (cDCD)-Programm basierend auf der Verwendung von normothermischer regionaler Perfusion (NRP) während der Organbeschaffung erfolgreich implementiert. Dieses Programm hat seither hervorragende Ergebnisse nach der Transplantation mit Ein-Jahres-Überlebensraten von Patienten und Transplantaten von >90 % gezeigt. Aufgrund sehr strenger Spender- und Transplantatauswahlkriterien wurde jedoch fast ein Drittel aller potenziellen Lebertransplantate wegen angeblich schlechter Qualität nicht transplantiert. Darüber hinaus war das Überleben bei cDCD-Lebertransplantationen, die nicht den aktuellen Auswahlkriterien entsprachen, signifikant niedriger (68 % vs. 94 %) im Vergleich zu der hochselektierten Population. Um die Auswahlkriterien weiter zu erweitern und die Verwerfungsraten zu reduzieren, ohne die Ergebnisse zu beeinträchtigen, besteht daher ein dringender Bedarf an neuen objektiven Methoden zur Beurteilung der Transplantatqualität vor der Transplantation.

Die Beurteilung der Transplantatqualität vor der Transplantation war jahrzehntelang eine zentrale Herausforderung bei der Lebertransplantation, und noch heute beruht die Entscheidung, ein Transplantat vor der Transplantation anzunehmen oder abzulehnen, größtenteils auf dem „Bauchgefühl“ des Beschaffungs- oder Transplantationsteams. Derzeit basieren die Auswahlkriterien für cDCD in Frankreich auf Spenderdaten, Leberbiopsieergebnissen und den Hepatozytenverletzungsmarkern AST und ALT. Während Spenderdaten nur indirekte Indikatoren für die Transplantatqualität sind, sind Lebertransplantatbiopsien stark pathologenabhängig und liefern keine dynamische Bewertung. Es hat sich gezeigt, dass Hepatozytenverletzungsmarker während der normothermischen Perfusion nur einen begrenzten Wert bei der Vorhersage der Transplantatfunktion nach der Transplantation haben. Darüber hinaus haben mehrere neuere Studien einen überlegenen Vorhersagewert spezifischer Biomarker in der Leber durch Metabolomik nahegelegt. Es gibt zunehmend Hinweise darauf, dass eine dynamische Transplantatkonservierung wie NRP sogar eine direkte Analyse von Schlüsselverletzungsmetaboliten in soliden Organtransplantaten ermöglichen kann.

Während der cDCD-Beschaffung werden Lebertransplantate einer warmen Ischämie des Spenders ausgesetzt, die in Kombination mit statischer Kältelagerung eine Ischämie-Reperfusionsschädigung (IRI) des Transplantats während der Implantation im Empfänger verursacht. IRI korreliert direkt mit nachteiligen Komplikationen nach der Transplantation wie primärer Funktionsstörung und ischämischer Cholangiopathie oder sogar dem Tod des Empfängers.

Studien in Tiermodellen haben gezeigt, dass Mitochondrien eine wichtige Rolle bei IR-Schäden spielen, und mehrere mitochondriale charakteristische Metaboliten, beispielsweise Succinat, wurden in verschiedenen festen Organtransplantaten wie Lebern, Herzen und Nieren identifiziert. Basierend auf diesen Ergebnissen haben unser Team und andere kürzlich die Freisetzung einer kleinen autofluoreszierenden molekularen Verbindung der mitochondrialen Atmungskette, Flavinmononukleotid (FMN), während der frühen Phase einer Leber-I/R-Verletzung identifiziert. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass FMN als Surrogatmarker für eine beeinträchtigte zelluläre Energieproduktion des Lebertransplantats vor der Transplantation dient und eine genaue Vorhersage der Lebensfähigkeit des Lebertransplantats nach der Transplantation ermöglicht. Angesichts der natürlichen Fluoreszenz von FMN wurde eine Echtzeit-Quantifizierungsmethode entwickelt, mit der die Lebensfähigkeit menschlicher Lebertransplantate während des Beschaffungsprozesses schnell beurteilt werden kann. Bemerkenswert ist, dass ein Team aus dem Vereinigten Königreich diese FMN-Quantifizierung in Echtzeit während der NRP von cDCD-Lebertransplantaten validiert hat. Da mitochondriale Verletzungen ein universelles Zeichen für Transplantatverletzungen während des Transplantationsprozesses sind, hat FMN interessanterweise das Potenzial, als Lebensfähigkeitsmarker in anderen soliden Organen wie Herz, Lunge und Nieren zu dienen.

Darüber hinaus ermöglicht der Metabolomik-Ansatz die Identifizierung und Quantifizierung vieler Metaboliten in einem biologischen System durch den Einsatz von Hochdurchsatz-Analysetechnologien. Es kann wertvolle Informationen darüber liefern, was in einem bestimmten Gewebe passiert ist, ist und was passieren wird. Bei der Lebertransplantation konzentrierten sich die Bemühungen auf die Untersuchung früher Ereignisse von IR, von denen bekannt ist, dass sie die langfristigen Ergebnisse beeinflussen. Es handelt sich jedoch um einen komplexen Stoffwechselweg, an dem zahlreiche Metaboliten beteiligt sind. Die Metabolomik gewinnt daher im Bereich der LT an Interesse, da sie den zugrunde liegenden Stoffwechselprozess aufklären kann, der während der Organkonservierung auftritt, und den Weg zu einer besseren Bewertung der Transplantatqualität weisen kann.

Daher zielt diese Studie darauf ab, ein robustes bioklinisches Vorhersagemodell der Lebensfähigkeit von Lebertransplantaten während NRP zu entwickeln, indem eine eingehende Metabolomik von Perfusat und Gewebe in Kombination mit verfügbaren Spender- und Transplantateigenschaften verwendet wird