The influence of erythropoietin on ischemic-reperfusion injury after liver transplantation in rats

Humanem rekombinantem Erythropoietin (EPO) wird seit einiger Zeit die Fähigkeit zugesprochen, eine starke protektive Wirkung gegen ischämische Schädigung in verschiedenen Geweben auszuüben. Sowohl im Herzen als auch in neuronalem Gewebe wurde durch eine Vorbehandlung mit EPO bereits eine signifikante Reduktion des Zellschadens nach ischämischen Episoden erreicht. Auch im Ischämiemodell der Leber gibt es bereits Untersuchungen, die auf eine solche Wirkung hinweisen. Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung der Auswirkungen von EPO auf den Ischämie-/Reperfusionsschaden im Lebertransplantationsmodell bei der Ratte. Es wurden Lebertransplantationen bei Wistar Ratten mit einer Kaltischämiezeit von 18 Stunden durchgeführt. Dabei wurden die Spendertiere eine halbe Stunde vor Explantation und die Empfängertiere direkt nach Implantation mit jeweils 1000 IE Erythropoietin intraportalvenös behandelt. Die Kontrollgruppe erhielt keine Behandlung mit EPO. Es wurden vier Gruppen gebildet mit Tötungszeitpunkten 4,5, 24 und 48 Stunden sowie sieben Tage postoperativ. In der ersten Gruppe wurde zusätzlich zwei Stunden postoperativ eine Resektion des Lobus triangulatus zur histologischen und molekularbiologischen Aufbereitung entnommen. In allen Gruppen wurden zum Tötungszeitpunkt Blut und Gewebsproben von der Leber entnommen. Es wurden Leberenzyme bestimmt und die Gewebsproben bezüglich Apoptose, Nekrose und Hypoxie untersucht. Die Expression der Cytokine IL6 und IL 1 beta wurde mittels Real-Time PCR bestimmt. Alle gemessenen Leberenzyme lagen in der mit EPO behandelten Gruppe viereinhalb, 24 und 48 Stunden nach Transplantation deutlich niedriger als in der Kontrollgruppe, wobei statistische Signifikanz nur für LDH nach 24 und für ALT nach 48 Stunden erreicht wurde. Die Zahl der hypoxischen und nekrotischen Zellen war in der Behandlungsgruppe zwei und 4,5 Stunden nach Transplantation deutlich niedriger als in der Kontrollgruppe, die Zahl der apoptotischen Zellen konnte bei insgesamt geringer Apoptoserate unter EPO-Behandlung gesenkt werden. IL6 und IL 1 beta waren bis zu 24 Stunden nach Transplantation in der Behandlungsgruppe niedriger als in der Kontrollgruppe. Die erhobenen Daten sprechen insgesamt für eine protektive Kapazität von EPO im Falle eines Ischämie-/Reperfusionsschadens nach Lebertransplantation.Human recombinant Erythropoietin (rHuEpo) has recently been shown to be a potent protector of ischemia- reperfusion injury in warm-liver ischemia. Significant enhancement of hepatic regeneration and survival after large volume partial hepatic resection has also been demonstrated. It was the aim of this study to evaluate the capacities of rHuEpo in the setting of rat liver transplantation. Sixty-eight Wistar rats were used: 39 rats received liver transplantation following donor organ treatment (39 donors) with either 1000 IU rHuEpo or saline injection (controls) into portal veins (cold ischemia 18 h, University of Wisconsin (UW) solution). Recipients were allocated to two groups, which either received 1000 IU rHuEpo at reperfusion or an equal amount of saline (control). Animals were sacrificed at defined time-points (2, 4.5, 24, 48 h and 7 days postoperatively) for analysis of liver enzymes, histology [hematoxylin-eosin (HE) staining, periodic acid Schiff staining (PAS)], immunostaining [terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick end labeling (TUNEL)], Hypoxyprobe and real-time polymerase chain reaction (RT-PCR) of cytokine mRNA (IL-1, IL-6). Lactate dehydrogenase (LDH) and alanine aminotransferase (ALT) values were significantly reduced among the epo-treated animals 24 and 48 h after liver transplantation (LT). The TUNEL and Hypoxyprobe analyses as well as necrotic index evaluation displayed significant reduction of apoptosis and necrosis in rHuEpo-treated graft livers. Erythropoietin reduces ischemia-reperfusion injury after orthotopic liver transplantation in rats