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Immunzellen der Leber: Schneller und reichhaltiger, als gedacht

Wie verhalten sich Entzündungszellen der Leber, während sie außerhalb des Körpers an einer Maschine maschinell durchblutet und für die Transplantation vorbereitet werden? Auf diese Frage liefert ein Innsbrucker Team aus TransplantationschirurgInnen und Hämato-OnkologInnen eine erste Antwort: Sie werden schneller und zahlreicher aktiviert und umverteilt, als bisher angenommen. Die neuen Erkenntnisse sind für künftige Konzepte der Organbehandlung vor Transplantationen höchst relevant.

Mit der Technik der Normothermen Maschinenperfusion (NMP) werden an der Universitätsklinik für Visceral-, Transplantations- und Thoraxchirurgie (VTT) unter der Leitung von Stefan Schneeberger Spenderorgane außerhalb des Körpers gezielt therapiert und verbessert. Im Rahmen von organLife^TM, der an der Klinik angesiedelten Plattform für Organregeneration und -therapie, wird intensiv und erfolgreich am Einfluss der NMP auf Spenderorgane geforscht.

„Ein wesentlicher Vorteil der Maschinenperfusion ist die Möglichkeit, die Qualität eines Spenderorgans vor der Transplantation quasi im Live-Modus beurteilen zu können“, meint Stefan Schneeberger, an dessen Klinik mittlerweile drei normotherme Leberperfusionsmaschinen zur Verfügung stehen, eine davon ausschließlich für Schulungs- und Forschungszwecke.

Kartierung der Leberimmunzell-Dynamik durch Einzelzell-Techniken

Basierend auf der intensiven Zusammenarbeit und der Bündelung innovativer methodischer Kompetenzen aus den Teams um Stefan Schneeberger und Dominik Wolf, Direktor der Univ.-Klinik für Innere Medizin V (Hämatologie und Onkologie), gelang es nun, wichtige Einblicke in die Dynamik von Immunzellen der Leber vor und während der Maschinenperfusion zu gewinnen. Mittels Einzelzell-RNA-Sequenzierung und anderen Validierungsmethoden von Lebern vor und unter normothermer Maschinenperfusion erstellten die Innsbrucker ForscherInnen, darunter die ErstautorInnen Theresa Hautz, Margot Fodor und Stefan Salcher, eine Immunkartographie der Leber. Das angesehene Fachjournal Nature Communications berichtet darüber.

BU: Die Klinikdirektoren Stefan Schneeberger (li.) und Dominik Wolf (re.) mit den ErstautorInnen Stefan Salcher, Margot Fodor und Theresa Hautz (v.l.), © C. Simon

„Wir waren überrascht, wie rasch und wie viele Entzündungszellen aktiviert werden und wie schnell sie sich fortbewegen“, berichtet Transplantationsexperte Schneeberger. Noch nie zuvor wurde beobachtet, dass die in der Leber beheimateten Leukozyten innerhalb einer Stunde mobilisierbar sind und auf dem Weg in den künstlichen Maschinen-Blutkreislauf auch ihren Aktivierungsstatus – von pro-inflammatorisch bis regenerativ – verändern. Mit der an der Innsbrucker Univ.-Klinik für Hämatologie und Onkologie von Stefan Salcher etablierten Einzelzellanalyse konnten zudem bislang nicht kartierte Neutrophile Granulozyten (spezifische Immunzellen) in menschlichen Spenderlebern gezeigt werden. Diese Zellen sind unter anderem für den Gewebeschaden und für eine mögliche Abstoßung nach der Transplantation von zentraler Bedeutung.

„Unsere gesammelten Daten und die daraus gewonnenen Erkenntnisse können als Grundlage für zukünftige Interventionsstudien dienen und neue Wege eröffnen, um Entzündungsreaktionen, die durch die Entnahme der Leber getriggert werden, mit gezielter Immunmodulation während der Maschinenperfusion und der Transplantation einzudämmen“, betont Schneeberger. Gemeinsam mit dem Hämato-Onkologen Dominik Wolf besteht das vorrangige Ziel, das Zeitfenster für eine Transplantation zu erweitern. „Im Rahmen von organLife nutzen wir gemeinsam mit dem Transplantations-Team um Stefan Schneeberger diese NMP-Plattform, um Immunzellen in Leberteilen, die Metastasen haben, hochauflösend zu charakterisieren. Die Plattform erlaubt zudem beispielsweise auch Medikamententestungen, um Therapiewirksamkeiten sehr lebensnah testen zu können“, schildert Wolf die Vorteile.

(2. Mai 2023, Text: D. Heidegger, Bilder: S. Salcher / C. Simon)

Links:

Hautz, T., Salcher, S., Fodor, M. et al. Immune cell dynamics deconvoluted by single-cell RNA sequencing in normothermic machine perfusion of the liver. Nat Commun 14, 2285 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-37674-8

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organLife

Univ.-Klinik für Innere Medizin V