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OPEX_2 (Vollprojekt)

Begleitendes Immunmonitoring der prospektiven, multizentrischen, randomisierten klinischen Studie zur Anwendung des TransMedics® Organ-Care-Systems (OCS) im Rahmen der LungenTransplantation

Gemäß der Todesursachenstatistik der Weltgesundheitsorganisation (WHO) stehen Lungenerkrankungen weltweit mit jährlich etwa neun Millionen Todesfällen auf dem sechsten Platz - Tendenz steigend. Demgegenüber können jährlich lediglich etwa 3800 Lungentransplantationen in Europa und den USA durchgeführt werden. Hieraus ergibt sich aufgrund der abnehmenden Anzahl potenzieller Spender verglichen mit der zunehmenden Anzahl an Patienten mit lebensbedrohlichen Lungenerkrankungen ein immer größer werdendes Missverhältnis mit stetig sinkender Chance, ein lebensrettendes Lungentransplantat zu erhalten. Zudem ist die Lungentransplantation mit speziellen Risiken behaftet. So sterben etwa 20 bis 40 Prozent der Patienten, während sie auf der Warteliste für eine Transplantation stehen. Außerdem kommen lediglich 20 bis 30 Prozent der angebotenen Spenderlungen für eine Transplantation in Betracht. Darüber hinaus muss eine Lunge innerhalb von sechs bis zehn Stunden nach Entnahme - innerhalb der sogenannten Ischämiezeit - transplantiert werden. Bei Leber- und Nierentransplantationen beträgt diese Zeitspanne 24 bis 30 Stunden. Durch diese Empfindlichkeit der Lunge steigt das Risiko eines lebensbedrohlichen Transplantatversagens auf bis zu 20 Prozent.

Hier setzt die Studie zur Anwendung des TransMedics® Organ-Care-Systems (OCS) an, deren Ziel es ist, die bislang suboptimale Lungenkonservierung mittels kalter Ischämie (kalte Flüssigkeit), die mit Funktionsschäden der Lunge und einer verstärkten Immunreaktion verbunden ist, durch eine körperwarme Ischämie im OCS zu ersetzen, wobei die Lungen hierbei neben der Durchblutung zeitgleich beatmet werden. Dadurch bleibt die physiologische Aktivität der Lunge erhalten, das heißt das OCS hält die explantierte Lunge durch Versorgung mit Sauerstoff, Nährstoffen und Wärme in einem nahezu physiologischen Zustand und reduziert so diesen sogenannten Ischämie/Reperfusionsschaden, was letztlich zu einer Verbesserung des Organ- als auch des Gesamtüberlebens beiträgt.

Die neue Lungenkonservierung mittels OCS hilft somit, Organschädigungen und die damit verbundenen verstärkten Immunreaktionen gegen das Transplantat zu vermeiden. Bislang wird allerdings ausschließlich der klinische Nutzen der OCS-Methode gegenüber der herkömmlichen kalten Organkonservierung geprüft, das heißt hierbei werden weder immunologische Parameter, noch deren Wechselwirkung mit (patho-)physiologischen Vorgängen analysiert, die mit der verbesserten klinischen Situation verbunden sein und Auskunft über wichtige molekulare Mechanismen der Lungenphysiologie geben könnten.

Das OPEX_2-Projekt vergleicht die immunologischen Vorgänge in der warmen OCS-Konservierung mit der kalten Organkonservierung (SOC, standard of care), um die wichtigsten „Spieler“ des Immunsystems - Immunzellen und Botenstoffe - zu identifizieren, die mit der verbesserten Lungenphysiologie verbunden sind. Für die Lungenfunktion spielen neben den immunologischen Parametern vor allem Botenstoffe, unter anderem solche, die die Gefäßbildung regulieren (sogenannte Angiogenesefaktoren) eine große Rolle. Daher ist es das Ziel des OPEX_2-Projektes, diese Immunantworten bei den Patienten nach Lungentransplantation zu bestimmen, um den klinischen Verlauf künftig positiv beeinflussen zu können.

Das OCS-System scheint nicht nur in der Lage zu sein, die physiologische Funktion der Lunge währen der Konservierung aufrecht zu halten, sondern kann möglicherweise eine unerwünschte, schädliche Th-1-Immunantwort in eine schützende Th2/Th17-Immunantwort umwandeln. Dieser immunologische Mechanismus der Th1/Th2/Th17-Balance könnte einerseits bewirken, dass im Empfänger eine schwächere Immunreaktion gegen die Spenderlunge stattfindet und damit die Organfunktion generell verbessert wird. Andererseits könnte er dazu beitragen, auf lange Sicht die Immunsuppression des Patienten reduzieren zu können, ohne dabei das akute wie das chronische Abstoßungsrisiko zu erhöhen. Zudem könnte die Identifizierung wichtiger beeinflussender Faktoren neue therapeutische Ansätze im Rahmen der Lungentransplantation bieten.

 

 

Team

Dr. med. Bettina Wiegmann

PD Dr. med. Gregor Warnecke

Prof. Dr. med. Axel Haverich

Dr. med. Christian Kühn

Kooperationspartner

Prof. Dr. Christine S. Falk, IFB-Tx Core Facility Immunmonitoring

Biometrie

Biobank

Klinische Pathologie

 

 

Publikationen

Combined pulmonary and renal support in a single extracorporeal device. Wiegmann B, Maurer A, Zhang R, Zardo P, Haverich A, Fischer S. ASAIO J. 2013 Jul-Aug;59(4):433-8. doi: 10.1097/MAT.0b013e318292e887.

Prevention of rejection of allogeneic endothelial cells in a biohybrid lung by silencing HLA-class I expression. Wiegmann B, Figueiredo C, Gras C, Pflaum M, Schmeckebier S, Korossis S, Haverich A, Blasczyk R. Biomaterials. 2014 Sep;35(28):8123-33. doi: 10.1016/j.biomaterials.2014.06.007. Epub 2014 Jun 21.

Optimal timing of pulmonary metastasectomy--is a delayed operation beneficial or counterproductive? Krüger M, Schmitto JD, Wiegmann B, Rajab TK, Haverich A. Eur J Surg Oncol. 2014 Sep;40(9):1049-55. doi: 10.1016/j.ejso.2014.03.017. Epub 2014 Apr 3. Review.

Ambient hemolysis and activation of coagulation is different between HeartMate II and HeartWare left ventricular assist devices. Birschmann I, Dittrich M, Eller T, Wiegmann B, Reininger AJ, Budde U, Strüber M. J Heart Lung Transplant. 2014 Jan;33(1):80-7. doi: 10.1016/j.healun.2013.11.010. Epub 2013 Dec 1.

Dose-dependent surface endothelialization and biocompatibility of polyurethane noble metal nanocomposites. Hess C, Schwenke A, Wagener P, Franzka S, Laszlo Sajti C, Pflaum M, Wiegmann B, Haverich A, Barcikowski S. J Biomed Mater Res A. 2014 Jun;102(6):1909-20. doi: 10.1002/jbm.a.34860. Epub 2013 Jul 30.

Combined pulmonary and renal support in a single extracorporeal device. Wiegmann B, Maurer A, Zhang R, Zardo P, Haverich A, Fischer S. ASAIO J. 2013 Jul-Aug;59(4):433-8. doi: 10.1097/MAT.0b013e318292e887.