Genetische Modifizierung von Schweineherzen während normothermer ex vivo Perfusion

Um ein für die Organtransplantation vorgesehenes Herz in der Zeit bis zur Transplantation in einem physiologischen Zustand zu konservieren, dabei zu überwachen und auch einzugreifen und dabei das Herz genetisch zu modifizieren, steht heutzutage die ex vivo-Perfusion unter normothermen Bedingungen zur Verfügung. In dieser Dissertation sollte die bereits in der Humanmedizin etablierte Methode der ex vivo-Herzperfusion angewendet werden. Ferner sollte ein optimiertes Verfahren zur genetischen Modifizierung von Herzen mittels lentiviraler Vektoren, die für sogenannte bestimmte shRNAs kodieren und diese in das Genom der Wirtszelle einbauen, etabliert werden. Hierzu sollte eine Evaluation der optimalen Parameter für die Perfusion erfolgen. Außerdem sollte die Anwendbarkeit des Krebs-Henseleit-Puffer als neues Perfusionsmedium überprüft werden. Das gesonderte Augenmerk lag auf dem Effekt, den die Perfusion auf das Herzgewebe hatte. Zwei Vektoren mit unterschiedlichen Reportergenen, die zum einen für Nanoluciferase und zum anderen für neongreen kodieren, wurden auf ihre Anwendbarkeit getestet. Nanoluciferaseaktivität konnte hierbei mittels Lumineszenzmessung im Überstand der kultivierten Gewebsproben und Zellen nachgewiesen werden, während neongreen-positive Zellen unter dem GFP-Signal im Fluoreszenzmikroskop grün-fluoreszierend erschienen. Insgesamt wurden sechs Herzen von Lewe Miniaturschweinen perfundiert. Ein Protokoll für eine ex vivo-Herzperfusion mit Krebs-Henseleit-Puffer als Perfusionslösung konnte etabliert werden. Gleichzeitig konnte gezeigt werden, dass mit Zugabe von lentiviralen Vektoren während der Perfusion eine genetische Modifizierung des Herzens nachweislich erfolgreich möglich ist. Beide Reportergene konnten nachgewiesen werden. Histologische Veränderungen sowie die Aktivierung des Gewebes nach der Perfusion konnten sowohl bei mit Vektor perfundierten Herzen als auch bei Herzen der Kontrollgruppe, die ohne Vektor perfundiert wurden, festgestellt werden. Derartige Veränderungen sind bereits in anderen Publikationen über Herzperfusionen beschrieben worden und auf die Methode an sich zurückzuführen. Es konnte keine irreversible Schädigung des Herzens, die sich nachteilig auf eine zukünftige Transplantation auswirken könnte, festgestellt werden.