EX-VIVO ORGAN PERFUSION

Dr. Bettina Wiegmann

Basierend auf der zunehmenden Diskrepanz zwischen Organempfängern und Organspendern versterben immer mehr Patienten auf der Warteliste zur Organtransplantation. Zudem führt der sogenannte Ischämie-Reperfusionsschaden im Rahmen der Organtransplantation zur akuten und chronischen Abstoßungen der transplantierten Organe. Diese Probleme adressierend, wurden in den letzten Jahren ex-vivo Organperfusionssysteme (z. B. Herz, Lunge, Leber, Niere) entwickelt, die einerseits eine größere geographische Flexibilität im Rahmen des Spendermanagements zulassen, sowie die Re-Evaluation potentieller Spenderorgane ermöglichen und dadurch die Anzahl verfügbarer Spenderorgane erhöhen. Andererseits können die Organe in den ex-vivo Systemen (körper-)warm mit Nährlösungen perfundiert werden und tragen somit zur Reduktion des Ischämie-Reperfusionsschadens bei, folglich zu einer Verbesserung der Ergebnisse nach der Organtransplantation. Neben der Optimierung und Spektrumserweiterung der exvivo Organperfusion (z. B. Extremitätenperfusion) im Rahmen der allogenen (körperfremden) Transplantation, hat die Weiterentwicklung der modernen Medizin eine Vielzahl weiterer möglicher interdisziplinärer ex-vivo Therapieansätze eröffnet, an deren Entwicklung und Etablierung die Arbeitsgruppe arbeitet. Hierbei handelt es sich um höchst innovative Strategien, im Sinne von regenerativen, immunologischen, zellbasierten, pharmakologischen, sowie anti-tumorösen und anti-infektiösen Therapie- ansätzen für die verschiedenen, ex-vivo perfundierbaren Organe und Extremitäten im Rahmen autologer (körpereigener) Replantationen. Dem translationalen Gedanken folgend könnte das entsprechende Organ ex-vivo therapiert werden, während der Patient für diesen Zeitraum zur allgemeinen Stabilisierung mit dem entsprechenden Organersatzverfahren (z. B. Dialyse, extrakorporale Membranoxygenierung) verbunden ist. Danach folgt sich die autologe Replantation des zuvor ex-vivo therapierten Organes. Zudem erfolgt die Etablierung der genannten ex-vivo Therapiestrategien ebenfalls für den Einsatz im Rahmen der allogenen Transplantationen.

 

A) Im Rahmen interdisziplinärer Projekten werden die o.g. ex-vivo Therapieansätze mit denen der in-vivo Therapie verglichen und analysiert – dies erfolgt sowohl im Großtier-, als auch Kleintiermodell

B) Die weitreichende Expertise der Arbeitsgruppe ermöglicht die jeweilige individuelle und projektspezifische Adaptation der ex-vivo Perfusionsgeräte, wie beispielsweise zur Beurteilung der ex-vivo perfundierten Organe (z. B. Herz, Lunge) im CT und MRT

C) Ebenso ermöglicht die ex-vivo Anwendung die organ- und projektspezifische Adaptation des ex-vivo Milieus, so kann u. a. der Perfusionsdruck, die Perfusionsgeschwindigkeit, die Perfusionslösung (z. B. Konzentration von pO2, pCO2, Hämoglobin) und die Temperatur entsprechend variiert werden

D) Zudem ist die Arbeitsgruppe fokussiert auf die Entwicklung, Analyse und Etablierung der nachfolgend genannten innovativen Therapiestrategien, sowohl den Bereich der allogenen Transplantation, als auch der autologen Replantation betreffend:

a. Regenerative ex-vivo Medizin/Tissue engineering/zellbasierte Therapiestrategien
b. Ex-vivo Tumortherapie (ex-vivo Strahlentherapie und Hochdosis-Chemotherapie)
c. Ex-vivo Immuntherapie (z. B. ex-vivo MHC-Silencing)
d. Ex-vivo Infektionstherapie (z. B. Applikation von Hochdosis-Antibiotikatherapie)
e. Ex-vivo Gentherapie (z. B. ex-vivo Korrektur von genetischen Erkrankungen)

E) Vorteile der ex-vivo im Vergleich zur in-vivo Therapie sind u. a. die lokale, organspezifisch begrenzte Therapiemöglichkeit, das Fehlen dosislimitierender systemischer Nebenwirkungen mit der Möglichkeit der Dosissteigerung und einer konsekutiven effektiveren Therapie, sowie der projektspezifischen Adaptation des ex-vivo Milieus (z. B. Reduktion des pO2-Gehaltes)