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Intensivmedizin | Intensive Care Medicine
N. Rafat, C. Dacho, G. Kowanetz, J. Krebs, C. Tsagogiorgas, V. Ghezel-Ahmadi, B. Yard, G. Beck

Die therapeutischen Effekte endothelialer Progenitorzellen beim LPS-induzierten ARDS

Therapeutic effects of endothelial progenitor cells in LPS-induced ARDS

Schlüsselwörter Endotheliale Progenitorzellen, Sepsis, ARDS
Keywords Endothelial Progenitor Cells, Sepsis, ARDS
Zusammenfassung

Hintergrund und Fragestellung: Das Endotoxin-induzierte Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS) ist durch Funktionsstörungen in der mikrovasku­lären Strombahn mit Permeabilitäts­störung und Ausbildung eines Lungen­ödems sowie Apoptose und Nekrose von Endothel- und Epithelzellen gekennzeichnet.


Bei Sepsispatienten, von denen etwa die Hälfte eine Lungenbeteiligung aufwies, konnten vermehrt zirkulierende endotheliale Vorläuferzellen (cEPC) detektiert werden, deren Konzentration sich umgekehrt proportional zu Schwere und Mortalität verhielt und die im erkrankten Lungengewebe adhärierten. Somit scheinen kurz nach der initialen Schädigung bereits reparative Prozesse der zellulären kapillären Strukturen initiiert zu werden. Ziel der vorliegenden Studie war es daher, das Potential von EPC als Therapieoption beim ARDS zu untersuchen. Methodik: In einem Modell des Lipopolysaccharide (LPS)-induzierten isolierten ARDS wurden Ratten allogene EPC aus dem Knochenmark (106 Zellen) intravenös appliziert. Als Kontrollgruppen dienten sowohl LPS-behandelte Ratten, die keine EPC injiziert bekamen, als auch Ratten, die nur NaCl erhielten. Ergebnisse: Im Vergleich zu den Tieren, die nur LPS erhielten, konnten nach 24 Stunden in der LPS+EPC-Gruppe ein sig­‑ nifikant verbesserter Gasaustausch (PaO2: 87 vs 74%, p<0,01), eine Inhibition der Synthese proinflammatorischer Zytokine (IL1β: 28 vs 114pg/ml, p<0,03), eine verbesserte klinische Symptomatik und letztendlich eine verminderte Mortalität (p<0,024) nachgewiesen werden. Schlussfolgerungen: EPC scheinen so­mit eine mögliche Rolle in der Regeneration der entzündlich veränderten kapil­lären Strombahn einzunehmen. Eine Erhöhung der EPC-Konzentration könnte dement­sprechend eine neue therapeutische Op­tion in der Sepsistherapie darstellen.

Summary Background: Endotoxin-induced ARDS is characterized by diffuse dysfunction of the microvasculature including increased permeability with edema formation and apoptosis or necrosis of endothelial and epithelial cells. Concomitantly, an increased concentration of circulating endothelial progenitor cells (EPC) was found in septic patients, of which more than half have pulmonary involvement. The number of circulating EPC correlated inversely to disease severity and mortality. Since these EPC were found homing to damaged lung tissue, a reparative process seems to be initiated right after the initiation of vessel damage or degeneration. In the present study we investigated the potential of EPC as a treatment strategy in ARDS. Method: Bone marrow-derived EPC were administered systemically to rats suffering from LPS-induced isolated ARDS. LPS- or vehicle-treated rats served as controls. Results: Rats treated with EPC showed significantly improved pulmonary gas exchange, an inhibition of pro-inflammatory cytokine synthesis, an improved clinical course and a reduced mortality (p<0.024) compared to rats receiving LPS alone. Conclusion: These findings suggest that the application of exogenous EPC can reduce the severity of septic organ damage. EPC treatment might therefore become a novel therapeutic option in the management of sepsis.
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