Antiinflammatorische Strategien zur Optimierung des frühen Überlebens isolierter Schweineinseln nach Transplantation in euthymische und athymische Lewis-Ratten

Abstract

Das Hauptziel der klinischen Inseltransplantation ist eine langfristige Insulinunabhängigkeit bei Typ-I-Diabetikern zu erreichen um das Auftreten und die Entwicklung der diabetes-spezifischen Sekundärkomplikationen zu verhindern. Die Erfolge dieser Therapieform waren bisher gering. Neuere Immunsuppressionsprotokolle führten aber zu beachtlichen Fortschritten bei der Insulinunabhängigkeit transplantierter Patienten.Die Zielsetzung der klinischen Inseltansplantation wird durch die Auswahl der Leber als bevorzugter Implantationsort für Inseln erschwert, da ortsständige Makrophagen, endotheliale Zellen und Hepatozyten durch Sezernierung inflammatorischer Mediatoren eine Funktion des Transplantates verringern. Die Anwendung gezielter antiinflammatorischer Strategien würde eine Dosisreduzierung diabetogener Immunsuppressiva ermöglichen und das frühe Transplantatüberleben unterstützen. Als Modell wurde die intraportale Transplantation von isolierten Schweineinseln in diabetische, athymische (T-zelldefiziente) Nacktratten gewählt. Durch die Applikation hochselektiver iNOS-Inhibitoren , wie SMT und AE-ITU, wurde im Vergleich mit dem Steroidhormon DXM und L-NMMA, einem unselektiven iNOS-Inhibitor, die intrahepatischen NO-Synthese nach intraportaler Transplantation von Schweineinseln ohne erkennbare Nebenwirkungen wirksam und vollständig gehemmt. Als Folge der supprimierten NO-Synthese wurde die Transplantatfunktion in den mit hochselektiven Isothioureaten behandelten Tiergruppen hochsignifikant verlängert. Hochdosiertes NA kann Schweineinseln nach intraportaler Transplantation in Nacktratten signifikant schützen. Es wurde demonstriert, dass das verbesserte Transplantatüberleben nicht durch Suppression der hepatischen iNOS, sondern durch den Schutz der Schweineinseln vor letaler Energiedepletion vermittelt wurde. Die hitzeinduzierte HSP-70-Expression in isolierten Schweineinseln resultierte in einer signifikanten Zunahme der Inselresistenz in-vitro gegenüber hochdosiertem NO und H2O2. Dagegen wurde die frühe Transplantatfunktion von isolierten Schweineinseln nach HSP-70-Induktion und Transplantation unter die Nierenkapsel von euthymischen Lewis-Ratten jedoch verringert. Als Ursache für diese Beobachtung wurde eine hitzeinduzierte Erhöhung der Inselimmunogenität und Apoptoserate diskutiert. Aus den Resultaten der vorliegenden Arbeit wird gefolgert, dass eine begleitende, antiinflammatorische Therapie nach intraportaler Insel-TX zur Dosisreduzierung diabetogener Immunsuppressiva möglich sein sollte. The main goals of clinical islet transplantation are to achieve long-term insulin independence in type ý diabetic patients and to prevent secondary complications. Although the liver has been characterized as the favourite implantation site for human islets, studies clearly indicate that intraportally transplanted islets are exposed to resistant macrophages, endothelial cells and activated hepatocytes, which mediate early islet dysfunction by cytokines and rapid activation of iNOS. In the present study isolated adult pig islets were transplanted into diabetic T-cell deficient (athymic) and euthymic nude rats to evaluate the effect of different islet-protective anti-inflammatory strategies.The application of highly specific iNOS inhibitors, such as SMT and AE-ITU, completely suppressed posttransplant induction of iNOS without any obvious side effects as observed with the corticosteroid dexamethasone or the unspecific iNOS inhibitor L-NMMA. Highly dosed nicotinamide significantly enhanced pig islet function after intraportal transplantation into diabetic nude rats. The data suggest that protection seemed to be mediated through prevention of lethal energy depletion rather than interference with hepatic NO generation.The heat-induced expression of HSP-70 in isolated pig islets resulted in a significant increase of islets in vitro resistance against highly concentrated NO and H2O2. The conflicting observation that pretransplant heat exposure decreased pig islet xenograft survival in normal rats implies the induction of apoptosis and/or enhancement of islet immunogenicity. The data of the present study suggests that administration of highly dosed ncotinamide and specific iNOS inhibitors may facilitate the reduction of anti-inflammatory drugs associated with diabetogenic side effects. The induction of protective heat shock proteins performed prior to transplantation needs further evaluation.