Einfluß von Wachstumsfaktoren auf den Respiratory Burst humaner neutrophiler Granulozyten lebertransplantierter Patienten in vitro

Summary

Influence of Growth Factors on the Respiratory Burst of Human Neutrophils in Patients Following Liver Transplantation in vitro

Early post-operative infections remain the most important cause of morbidity and mortality in patients following orthotopic liver transplantation (OLTx). Since polymorphonuclear neutrophils (PMNs) are one of the major determinants of antimicrobial defence, the alteration of their functions may influence the outcome of infection in these patients. Ciclosporin predominantly used as immunosuppressive drug following organ transplantation inhibits superoxide anion production during respiratory burst (RB) of PMNs. Growth factors have been shown to modulate the RB of PMNs in healthy volunteers. It has been examined whether PMNs from patients under immunosuppression following OLTx can be primed by in vitro administration of interleukin-3 (IL-3), granulocyte-macrophage colony stimulating factor (GM-CSF), and granulocyte colony stimulating factor (G-CSF). For flow-cytometric evaluation, leukocytes were obtained as supernatant following sedimentation and were incubated with IL-3 (500 U ml⁻¹), IL-3 and GM-CSF (500 U ml⁻¹), or IL-3 and G-CSF (500 U ml⁻¹). The RB was measured by intracellular oxidation of non-fluorescent dihydrorhodamine to green fluorescent rhodamine after induction of phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA) or a combination of tumour necrosis factor alpha (TNF-α) and N-formyl-methionyl-leucyl-phenylalanine (FMLP). Following stimulation with PMA, the RB of patients following OLTx could be increased significantly after priming with the combination of IL-3/G-CSF (p < 0.03); following stimulation with TNF-α/FMLP the RB could be increased significantly by IL-3 (p < 0.01), IL-3/G-CSF (p < 0.002), and IL-3/GM-CSF (p < 0.002). Regarding the clinical administration of IL-3, GM-CSF and G-CSF following OLTx, the role of these cytokines for prophylaxis or treatment of early postoperative infections should be further investigated.

Zusammenfassung

Zu den häufigsten Todesursachen nach orthotoper Lebertransplantation (OLTx) zählen frühe postoperative Infektionen und akute Abstoßungen. In der Frühphase bakterieller und fungaler Infektionen spielen neutrophile, polymorphkernige Granulozyten (PMN) eine entscheidende Rolle. Aktivierung der PMN führt zur Adhärenz, Chemotaxis, Migration, Phagozytose und Sauerstoffradikalenbildung während des Respiratory Burst (RB). Der RB ist unter der Immunsuppression mit Ciclosporin beeinträchtigt. Es ist bekannt, daß Wachstumsfaktoren bei gesunden Probanden die intrazelluläre Produktion von Sauerstoffradikalen neutrophiler Granulozyten verstärken. Wir untersuchten in vitro den Einfluß von Interleukin-3 (IL-3), Granulozyten-Makrophagen-Kolonien stimulierendem Faktor (GM-CSF) und Granulozyten-Kolonien stimulierendem Faktor (G-CSF) auf die Bildung von Superoxidanionen während des RB an PMN immunsupprimierter Patienten nach OLTx. Die Leukozyten wurden aus heparinisiertem Vollblut lebertransplantierter Patienten (n=8) durch Dichtegradienten-Sedimentation getrennt und anschließend mit 500 U ml⁻¹ IL-3 und in Kombination mit 500 U ml⁻¹ GM-CSF bzw. 500 U ml⁻¹ G-CSF inkubiert. Die Aktivierung des RB erfolgte entweder durch Phorbol-Myristat-Acetat (PMA) oder Tumornekrosefaktor alpha (TNF-α) mit anschließender Stimulation von N-Formyl-Methionyl-Leucyl-Phenylalanin (FMLP). Die während des RB intrazellulär gebildete Menge an Wasserstoffperoxid wurde durch die Oxidation von farblosem Dihydrorhodamin zu grün fluoreszierendem Rhodamin durchflußzytometrisch bestimmt. Unter Stimulation mit PMA wurde der RB der PMN lebertransplantierter Patienten signifikant durch die Kombination von IL-3/G-CSF (p < 0,03) und nach Stimulation mit TNF-α/FMLP durch IL-3 (p < 0,01), IL-3/GM-CSF (p < 0,002) und IL-3/G-CSF (p < 0,002) gesteigert. Da lebertransplantierte Patienten durch die Immunsuppression infektionsgefährdet sind, wäre die postoperative Stimulation der unspezifischen zellulären Abwehr durch proinflammatorische Zytokine eine denkbare Infektionsprophylaxe.

Key words

Granulocyte colony stimulating factor - Granulocyte-macrophage colony stimulating factor - Interleukin-3 - Liver transplantation - Polymorphonuclear neutrophils, respiratory burst