Einfluss der extrakorporalen Perfusion auf die Biodistribution ^99mTc- HMPAOmarkierter Granulozyten

Summary

Aim of the study was to evaluate the influence of an extra corporal perfusion (cardiopulmonary bypass operation – cpb) on activation and biodistribution of ^99mTc labelled granulocytes in pigs with and without inhibition of the granulocytes by a leukocyte inhibition module (LIM). The cpb is often related to an activation of granulocytes resulting in an inflammatory answer. The biological mechanisms are unsolved yet. First trials of our group showed that LIM may inhibit the activation of neutrophils and therefore antagonize a cpb-caused impairment of cardiac function. This study is the continuation of these experiments with a higher number of animals and the focus on scintigraphic imaging. Animals, material, methods: 39 German landrace pigs were subdivided into three groups: group A (control) median sternotomy without cpb, group B with cpb, group C with LIM in addition to cpb. After labelling with ^99mTc-HMPAO autologues granulocytes were reinjected. Subsequently to cpb, the animals underwent scintigraphic imaging. Quantification was performed with ROI evaluation and with tissue samples (section analysis) examined in a well counter. Results: A high uptake of ^99mTc-HMPAO was found in the liver. The count rates in brain, heart, lung, spleen and kidneys were far below. The amount of ^99mTc-activity in the organ related to the half life corrected administered activity [%] was for the tissue samples (group A/B/C): brain 0.01/0.02/0.03; lung 12.1/8.3/11.5; heart 0.35/0.54/0.42; kidney 1.24/0.87/1.02; spleen 4.0/4.0/4.5, liver 16.8/20.9/19.6. The count rates determined by ROI-evaluation of the scintigraphic images related to the total count rate in the image [%] were (group A/B/C): brain 1.1/0.9/1.0; lung 15.6/10.4/12.2; heart 4.0/3.5/3.4; kidney 4.0/2.9/3.2; spleen 7.6/7.7/9.5, liver 23.1/36.7/31.4. A significant difference in the tracer uptake between the groups could neither be detected by scintigraphic imaging nor evaluation of tissue samples. Conclusion: Scintigraphic imaging as well as section analysis showed a comparable biodistribution of the tracer. Therefore, the initial results of our group were not confirmed with a considerably higher number of animals. Neither cpb nor the use of the LIM influenced distribution of ^99mTc-labelled granulocytes in pigs significantly.

Zusammenfassung

Ziel der Arbeit ist die Evaluation des Einflusses einer extrakorporalen Perfusion (Herz-Lungen- Maschine – HLM) auf die Aktivierung und Verteilung ^99mTc-HMPAO-markierter Granulozyten am Schwein ohne und mit Inaktivierung der Granulozyten durch ein Leukozyten-Inhibitions- Modul (LIM). Die Anwendung einer HLM wird oft mit der Aktivierung von Granulozyten und einer dadurch bedingten inflammatorischen Antwort in Verbindung gebracht. Die Mechanismen sind weitgehend ungeklärt. Initiale Ergebnisse wiesen auf einen möglichen positiven Effekt des LIM hin. Bei dieser Arbeit handelt es sich um die Fortführung der Experimente mit erheblich größeren Fallzahlen und Fokussierung auf die Bildgebung. Tiere, Material, Methoden: Es wurden 39 deutsche Hausschweine untersucht. Gruppe A (Kontrolle) mediane Sternotomie ohne HLMEinsatz, Gruppe B Einsatz der HLM, Gruppe C Einsatz von HLM und LIM. Nach Markierung mit ^99mTc-HMPAO wurden den Tieren autologe Granulozyten reinjiziert. Im Anschluss an die HLM wurden die Tiere szintigraphiert. Die Quantifizierung erfolgte über ROI-Auswer-tung und mittels Gewebeproben (Sektionsanalytik), die in einem Bohrlochmessplatz ausgewertet wurden. Ergebnisse: Eine intensive Traceranreicherung fand sich in der Leber bei deutlich niedrigeren Impulsraten in Gehirn, Herz, Milz, Nieren und Lungen. Der prozentuale Anteil der Aktivität im Organ an der zerfallskorrigierten applizierten Aktivität betrug bei den Gewebeproben der Gruppen A/B/C: Gehirn 0,01/0,02/0,03; Lungen 12,1/8,3/11,5; Herz 0,35/0,54/0,42; Nieren 1,24/0,87/1,02; Milz 4,0/4,0/4,5, Leber 16,8/20,9/19,6. Die durch die ROI-Auswertung der Szintigramme ermittelten Zählraten in den Organen wurden auf die Gesamtzählrate im Szintigramm bezogen und betrugen in Prozent für Gruppen A/B/C: Gehirn 1,1/0,9/1,0; Lungen 15,6/10,4/12,2; Herz 4,0/3,5/3,4; Nieren 4,0/2,9/3,2; Milz 7,6/7,7/9,5, Leber: 23,1/36,7/31,4. Eine statistisch signifikant differente Traceranreicherung in den Gruppen konnte weder in der Szintigraphie noch durch die Sektionsanalytik der Organe nachgewiesen werden. Schlussfolgerung: Szintigraphie und Sektionsanalytik zeigten vergleichbare Verteilungen des Tracers in den Organen. Die initialen Ergebnisse unserer Arbeitsgruppe konnten trotz deutlich höherer Fallzahl nicht bestätigt werden. Weder der HLM- noch der LIM-Einsatz übten einen signifikanten Einfluss auf die Biodistribution von ^99mTc-HMPAO markierten Granulozyten im Schwein aus.

Keywords

^99mTc-HMPAO - Leukocyte-Inhibition-Modul - cardiopulmonary bypass

Schlüsselwörter

^99mTc-HMPAO - Leukozyten-Inhibitions-Modul - Herz-Lungen-Maschine

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