Diskrepanz der In-vitro- und In-vivo-Aktivität eines modifizierten natürlichen Surfactantpräparates

Einleitung:

Bei der Applikation von exogenem Surfactant gilt es beim akuten Lungenversagen das inhibitorische intraalveoläre Potential zu berücksichtigen. Hierbei sind höhere Dosen an Surfactant notwendig, aber auch Surfactantpräparationen, die einer Inhibition gegenüber resistenter sind, könnten die inhibitorische Kapazität überwinden. Ziel vorliegender Untersuchung war es, sowohl in-vitro als auch in-vivo zu untersuchen, inwieweit sich die Aktivität eines natürlichen Surfactants verändert, wenn SP-B als Monomer (Re 189) vorliegt.

Material und Methoden:

Die Herstellung des modifizierten Surfactant Re 189 aus SF-RI1 (Alveofact, Boehringer Ingelheim, Biberach) erfolgte durch reduktive Spaltung des dimeren SP-B. Das Phospholipid- und Neutrallipidprofil beider Surfactantpräparationen wurde mittels Dünnschichtchromatographie bestimmt. Das Fettsäureprofil der Phospholipidhauptkomonente Phosphatidylcholin (PC) erfolgte gaschromatographisch nach saurer Transmethylierung. Der Einfluss steigender Mengen an Plasmaproteinen (PL:Prot 1:1–1:4) auf die biophysikalische Aktivität der Surfactantpräparationen erfolgte mittels eines „Pulsating Bubble Surfactometers“. Zur Untersuchung der entsprechenden in-vivo Aktivität wurde bei der Ratte durch bronchoalveoläre Lavage ein Lungenversagen (paO2 <100mmHg) induziert. Anschließend erfolgte bei konstanter maschineller Beatmung (PIP 26 cmH2O, PEEP 6 cmH2O, FiO2 1,0) die intratracheale Applikation von 100mg/kg KG SF-RI1 bzw. Re 189. Über einen Beobachtungszeitraum von 120 Minuten wurden paO2, paCO2, Compliance und Atemzugvolumen bestimmt.

Ergebnisse:

Biochemisch unterschieden sich SF-RI1 und Re 189 im Phospholipid-, Neutrallipid sowie im Fettsäureprofil der Phospholipidhauptkomponente (PC) nicht. In Gegenwart von Serumproteinen fand sich bei SF-RI1 ein Anstieg der Adsorptionsfähigkeit von 24,5 auf 29, 1 mN/m. Re 189 zeigt bereits bei fehlender Zugabe von Serumproteinen eine deutliche schlechtere Adsorptionscharkteristik (31,6 mN/m), die sich durch Zugabe von Serumproteinen weiter verschlechterte (48,8 mN/m bei PL:Prot 1:4). Die minimale Oberflächenspannung war in Abwesenheit von Serumproteinen bei Re 189 im Vergleich zu SF-RI1 deutlich erhöht (24,1 vs. 0 mN/m). Hingegen zeigte sich in-vivo nach intratrachealer Gabe von 100mg/kg KG Re 189 im Vergleich zu SF-RI1 eine signifikante Verbesserung des paO2 über den gesamten Beobachtungszeitraum. Im Gegensatz zur Applikation von Re 189 zeigte sich bei SF-RI1 bereits nach 60 Minuten ein Wirkungsverlust. Die Verbesserung vom Atemzugvolumen und der Compliance nach Applikation von SF-RI1 und Re 189 war gering ausgeprägt und unterschied sich in beiden Gruppen nicht.

Ergebnisse:

Die hier in-vitro ermittelten biophysikalischen Eigenschaften von natürlichem und modifiziertem Surfactant lassen sich auf ein Tiermodell des akuten Lungenversagens nicht immer übertragen. Dieses gilt es bei der Interpretation der Aktivität des pulmonalen Surfactantsystems zu berücksichtigen.