Gram-positive or Gram-negative induced sepsis : custom-made microarrays to establish gene expression profiles

Da es in bis zu 50% der Intensivpatienten zur Ausbildung einer Sepsis bzw. septischer Komplikationen kommt, die in 25% - 40% der Fälle tödlich enden, stellen diese ein wichtiges gesundheitliches Problem dar. Die Versorgung der septischen Patienten verursacht enorme Kosten. Ziel dieser Studie ist es, die Unterschiede in der Genexpression verschiedener Organe in einer definierten Sepsis-Situation über den Zeitverlauf zu untersuchen. Zur Realisierung dieser Fragestellungen wurde ein klar definiertes Tiermodell (Paviane), nahe der menschlichen Situation, verwendet. Im Gesamten sind 57 Gene dereguliert, wovon 10 Gene sowohl im frühen als auch im späten Zeitpunkt dereguliert waren. Im frühen Zeitpunkt zeigte sich im Vergleich zum späten Zeitpunkt eine andere Organverteilung der deregulierten Gene. Das Organ mit den meisten deregulierten Genen war die Nierenrinde mit 27 Genen, gefolgt vom Nierenmark mit 26, Lunge und Leber mit je 22 und der Milz mit 21 Genen. Wenn man die Anzahl der regulierten Gene zu den unterschiedlichen Zeitpunkten vergleicht, zeigt sich eine deutliche Reduktion vom frühen zum späten Zeitpunkt. Die nähere Untersuchung der 10 in beiden Zeitpunkten regulierten Gene zeigte deren Implikation in wichtige Prozesse während einer Infektion (z.B. Koagulation, Fibrinolyse, ROS Produktion bzw. Detoxifizierung). Im fortgeschrittenen Sepsis-Stadium (später Zeitpunkt) konnten Unterschiede in der Genexpression in den verschiedenen Organen gezeigt werden. Weiters zeigten sich mögliche Einflüsse des Sepsis-Auslösers (Gram-positiv oder Gram-negativ) auf die Expression der Gene in den verschiedenen Organen, da Gene identifiziert werden konnten, die spezifisch in einer Situation exprimiert waren. Zusätzlich konnte auf Grund des durchgeführten Vergleichs ein Unterschied in der Genantwort bezüglich der Sepsisentwicklung festgestellt werden. Allerdings fanden sich in diesem Fall keine Unterschiede bezüglich des Typs der Infektion.Sepsis, developing in up to 50% of trauma patients and having a mortality of 25 ? 40%, is still one of the leading causes of death in the ICU. This study was designed to kinetically examine if the development of sepsis and the type of infection influences the gene-expression on organ levels using a baboon model close to the human situation. We found 57 genes expressed in the 11 examined organs and 10 genes were expressed in both the early (6h) and the late (24h) stage. In the 6h experiment the highest amount of regulated genes was found in Kidney cortex (KCX) (27 genes), Kidney medulla (KMD) (26 genes), Lung and Liver (22 genes) and Spleen (21 genes). In the 24h experiment Cerebral cortex (BCX) (18 genes) was followed by Kidney medulla (KMD) (17 genes), Kidney cortex (KCX) (13 genes) and Lung (11 genes). The overall gene-expression in the individual organs comparing the two experiments was decreased in the 24h experiment. The 10 genes ? expressed in both experiments ? were implicated in coagulation, fibrinolysis, ROS production or detoxification among others. In the late time-point a difference in the gene expression in the organs was demonstrated. Furthermore the type of infection showed influence on the gene expression in the late time-point. We could demonstrate that the organ response differ in dependence to the time-point. The level of genes regulated in the organs was generally decreased in the late time-point. We could not identify a significant difference according to the type of infection.Katharina Johanna SchmidZsfassung in dt. SpracheGraz, Univ., Diss., 2009OeBB(VLID)21173