Makrophagenspezifische Inhibition des p38 MAP Kinase-Signalweges als neue Option zur Prophylaxe des postoperativen Ileus

Abstract

Der mit erhöhter Morbidität und Mortalität einhergehende postoperative Ileus (POI) gehört zu den wichtigsten Komplikationen abdominalchirurgischer Eingriffe. Die Entwicklung neuer therapeutischer und vor allem prophylaktischer Ansätze wäre für den klinischen Einsatz von großer Bedeutung. <br /> Im Zentrum der Pathogesese des POI steht eine durch die intraoperative Manipulation des Darmes ausgelöste Entzündung in der Tunica muscularis der Darmwand. Diese äußert sich durch die Freisetzung verschiedener proinflammatorischer und kinetisch wirksamer Mediatoren sowie die Einwanderung immunkompetenter Leukozyten aus dem Blutkreislauf und führt zu einer ausgeprägten Abnahme der Motilität des gesamten Gastrointestinaltraktes. Ortständige Gewebsmakrophagen der Muskularis, die sich normalerweise in einem inaktivierten Ruhezustand befinden und durch das chirurgische Trauma aktiviert werden, nehmen bei der Koordination dieser Entzündung eine Schlüsselrolle ein. Die Aktivierung von Makrophagen geschieht über verschiedene zelluläre Signalkaskaden, wobei für den p38 MAP Kinase-Signalweg eine zentrale Beteiligung angenommen wird. Ziel dieser Studie war zu überprüfen, ob sich mittels Semapimod, einem makrophagenspezifischen Inhibitor des p38 MAPK-Signalweges, eine Abmilderung der Entzündungsreaktion und eine Verbesserung der Darmmotilität nach operativem Trauma erreichen lässt. <br /> Hierzu wurden männliche C57BL/6J-Mäuse 90 min vor einer intestinalen Manipulation (IM) oder ausschließlicher Laparatomie (Sham-OP) intravenös oder intraperitoneal mit einem Placebo oder Semapimod (5 mg/kg Körpergewicht) behandelt. Zunächst wurde untersucht, in welchem Ausmaß die p38 MAPK frühzeitig nach IM in ihrer phosphorylierten und somit aktivierten Form vorliegt und ob Semapimod diese Phosphorylierung verhindert. Anschließend wurden die proinflammatorische Genexpression (quantitative RT-PCR), die Infiltration neutrophiler Granulozyten in die Muskularis (MPO-Färbungen) und die NO-Produktion (Griess-Reaktion) als Marker der Entzündungsreaktion bestimmt. Die Untersuchung der motorischen Darmfunktion erfolgte durch in vitro-Messungen der Kontraktilität von Dünndarmmuskularis-Präparaten im Organbad-Setup sowie der in vivo-Bestimmung des gastrointestinalen Transits (GIT). <br /> Unsere Resultate erbrachten den Nachweis einer frühzeitigen, verstärkten Phosphorylierung der p38 MAPK nach IM, welche nach vorheriger Behandlung mit Semapimod weitgehend aufgehoben war. Des Weiteren zeigten unsere Ergebnisse eine signifikant verminderte proinflammatorische Genexpression und leukozytäre Infiltration nach Behandlung mit Semapimod. Die postoperative NO-Produktion wurde durch Semapimod auf das Niveau unoperierter Kontrolltiere gesenkt. Diese Effekte resultierten gemeinsam in einer völligen Normalisierung der in vitro-Kontraktilität sowie des GIT nach intestinalem Trauma. Ein statistisch signifikanter Unterschied bezüglich der Wirksamkeit ergab sich hierbei zwischen den beiden Applikationsformen nicht. <br /> Zusammengefasst führen unsere Resultate zu dem Schluss, dass die p38 MAPK an der postoperativen Aktivierung der residenten Muskularis-Makrophagen und somit der Entstehung des POI zentral beteiligt ist. Die gezielte Hemmung dieses Signalweges in Makrophagen mittels Semapimod verringert die postoperative Entzündungsreaktion und verhindert, gemeinsam mit dem positiven Zusatzeffekt einer stark verminderten NO-Produktion, das Auftreten einer intestinalen Motilitätsstörung nach chirurgischem Trauma im Mausmodel. <br /> Aufgrund dieser Erkenntnisse stellt die präoperative Behandlung mit Semapimod einen vielversprechenden Ansatz zur Entwicklung einer perioperativen Prophylaxe des postoperativen Ileus dar.