Protektive Wirkung des HGF/c-Met bei Acetaminophen induziertem Leberschaden durch Inhibierung von oxidativem Stress

Hintergrund:

Während die protektive Rolle des HGF Rezeptors c-Met bei der chronischen Leberschädigung gut etabliert ist, fehlen bislang Daten zur Rolle in der Akut-Schädigung.

Methoden:

Konditionale c-Met knockout (c-MetΔhepa) und Wildtyp Mäuse (c-MetloxP/loxP) wurden mit 300 mg/kg Acetaminophen (APAP) i.p. behandelt. Weiterhin wurden Mäuse mit zusätzlicher konditionaler Deletion des in die anti-oxidative Stressantwort involvierten Nrf2-Repressors Keap1 mit c-MetΔhepa Mäusen gekreuzt (c-MetΔhepa/Keap-1Δhepa) und untersucht. Zusätzlich wurden APAP-injizierte Mäuse mit N-Acetylcystein (1200 mg/kg i.p.) behandelt.

Ergebnisse:

c-MetΔhepa Mäuse zeigten nach Acetaminophen-Behandlung erhebliche hämorrhagische Nekrosen einhergehend mit signifikant erhöhten (> 10x) Transaminasen im Vergleich zu c-MetloxP/loxP Tieren. Konsekutiv zeigte sich eine erhöhte Infiltration von Neutrophilen (Ly6G) und CD4+ Zellen. Biochemisch wurde eine verringerte Phosphorylierung der c-Met abhängigen Proteinkinasen AKT und ERK nach APAP nachgewiesen. Interessanterweise kam es trotz Fehlens von c-Met zu einer kompensatorischen Steigerung der Leberproliferation, während die Rate apoptotischer Zellen nach APAP-Gabe unbeeinflusst blieb. Die folgende Analyse von oxidativen Stress abhängigen Genen (Haemoxygenase-1, CCL-2, Methallothionine1/2 and Nrf-2) zeigte in c-MetΔhepa Tieren jedoch einen kompensatorischen Anstieg. Die APAP-Behandlung von c-MetΔhepa/Keap1Δhepa Mäusen ergab dann, dass die zusätzliche Deletion des Nrf2-Repressors Keap1 in Hepatozyten einen vollständigen Schutz bewirkt. Dies wurde durch histologische Analysen, Transaminasenmessungen und eine 4-HNE-Färbung (Lipid-Peroxidation) bestätigt. Die Behandlung von APAP-geschädigten Mäusen mit N-Acetylcystein konnte die Leberschädigung sowohl in c-MetloxP/loxP als auch in MetΔhepa Tieren ebenfalls revertieren.

Schlussfolgerung:

Der HGF/c-Met Signalweg wirkt protektiv im akut-toxischen Leberschädigungsmodell. Das Fehlen von c-Met bewirkt offensichtlich eine insuffiziente Regulation von oxidativem Stress in Hepatozyten und kann durch Überaktivierung von Nrf2 (Keap1Δhepa) phänotypisch revertiert werden. Diese protektive Funktion von c-Met bietet damit eine mögliche neue Grundlage für die Entwicklung neuer therapeutischer Maßnahmen beim akuten Leberversagen.