Die künstliche Leber der ewige Traum

Transkript

1 8. Innovationsgipfel 06. November 2008 Die künstliche Leber der ewige Traum A. Schneider Gastroenterologie/Hepatologie und Endokrinologie

2 Akutes Leberversagen Mortalität: 50-80%

3 Klinik des akuten Leberversagens Fehlende Syntheseleistung - Gerinnungsversagen - Hypoalbuminämie Hypotonie, Tachykardie, Blutungen Fehlende Entgiftungsfunktion - hydrophobe Substanzen: Bilirubin, Gallensäuren, Fettsäuren, Medikamente - hydrophile Substanzen: Ammoniak, Laktat, aromatische Aminosäuren hepatorenales Syndrom, Encephalopathie

4 Neue Verfahren zur Therapie von Leberversagen und Stoffwechselerkrankungen Extrakorporale Verfahren Leberzelltherapie/-transplantation

5 Ziele der Leberersatzverfahren Überbrückung zur Transplantation Überbrückung zur Regeneration Ersatz der globalen Leberfunktion Stimulation der Leberregeneration

6 Maschinelle, Extrakorporale Verfahren zur Detoxifikation beim Leberfunktionsversagen Elimination wasserlöslicher und protein(albumin-)gebundener Substanzen aus dem Blut MARS Prometheus

7 Problem: Maschinelle Detoxifikation Klassische Dialyseverfahren entfernen nur wasserlösliche Substanzen (z.b. Ammoniak, Laktat, Harnstoff) Bei Leberversagen sind viele toxische Substanzen aber proteingebunden (z.b. Bilirubin, Gallensäuren) (Ann Surg 2000; 4: ) Austauschverfahren sind teuer und unselektiv und verhindern möglicherweise die Leberzellregeneration (Hepatology 1992; 15: ) Ziel: Verfahren, welche die wasserlöslichen und proteingebunden Substanzen aus dem Patientenblut ohne Austausch entfernen Rifai et al. Med Klinik 2003; 98:

8 Prometheus -Prinzip Plasmaalbumin Toxin Toxinbeladenes Albumin Direkte Adsorption

9 Prometheus Prometheus - Verfahren FPSA-Methode (Fractionated Plasma Separation and Adsorption) Plasmaseparation durch albumindurchlässigen Filter Aufreinigung über Adsorber im Sekundärkreislauf Anschließend konventionelle High-Flux- Hämodialyse Direkter Kontakt zwischen Albumin und Adsorber

10 Maschinelle, Extrakorporale Entgiftung beim akuten und akut auf chronischen Leberversagen

11 Prometheus Serumkonzentrationen (µmol/l) M, 49 J., sekundär biliäre Zirrhose Prometheus Behandlungen Bilirubin, total Bilirubin, conjugated Bilirubin, unconjugated Bile acids Creatinin OLT Zeit (Tage)

12 Indikationen für Lebersatzverfahren Akut-auf-chronisches Leberversagen Akute alkoholische Hepatitis Akutes Leberversagen Hepatische Enzephalopathie Hepatorenales Syndrom Leberinsuffizienz nach Hepatektomie Refraktärer Pruritus bei Cholestase Spez. Detoxifikation (z.b. M. Wilson) Primäre-Nonfunktion nach LTx Rifai et al. DMW 2005

13 Neue Verfahren zur Therapie von Leberversagen und Stoffwechselerkrankungen Extrakorporale Verfahren Leberzelltherapie/-transplantation

14 Zelltherapie für Leberversagen Prinzip der Behandlung Zellen unterstützen die Leberfunktion Die eigene Leber regeneriert Die transplantierten Zellen werden abgestoßen

15 Zelltherapie für Leberversagen Verlauf 100% Leberfunktion Kritische Leberfunktion Akutes Leberversagen Akut auf chronisches Leberversagen Jahre

16 Nachweis der transplantierten Leberzellen in der Empfängerleber Empfängerleber transplantierte Hepatozyten

17 Zugangswege für die Hepatozytentransplantation transjugulär intrasplenisch Milz Portalvene transhepatisch Peritoneum intraperitoneal Portanlage

18 Leber-Zelltherapie: Intraportale Applikation Transhepatische intraportale Katheterplatzierung Sonographisch überwachte Zellinfusion intraportal plazierter Applikationskatheter (6 F): transhepatisch oder transjugulär (6 Tage Liegedauer)

19 Leber-Zelltherapie: Intraportale Applikation

20 Potenzielle Vorteile der Leberzellinfusion aus einer Spenderleber können mehrere Empfänger eine Zelltherapie erhalten wenig invasive Methode im Vergleich zur Lebertransplantation ohne lebenslange Immunsuppression geringere Kosten als Organtransplantation Zellen können auch aus Organen, die nicht für die Transplantation geeignet sind, gewonnen werden Leberzellbanken ermöglichen die Verfügbarkeit von Spenderleberzellen bei Bedarf und die Look-Back-Evaluation

21 Präklinische Studien zur Leberzellinfusion Tierversuche Sicherheitsanalysen zur Zellapplikation: - Applikationsweg (Katheterimplantation) - Obstruktion des Sinusoidalraumes mit Leberschädigung und Shunting in die Lunge - Beeinträchtigung des Pfortaderflusses mit Entwicklung von akuter portaler Hypertension oder Pfortaderthrombose Effektivität der Zellintegration Toxizität des Zellproduktes: - Verträglichkeit der Suspensionszusätze - Toxizität in Abhängigkeit von der Zellzahl

22 Klinische Anwendung der Leberzellinfusion bei akutem Leberversagen Autoren Zahl der Patienten Art der HcTx Zahl der transpl. Zellen Applikationsform Ergebnis Habibullah Soriano Strom Bilir 7 humane fetale Hepatozyten 3 kryokonservierte Hepatozyten 11 5 kryokonservierte/ frische Hepatozyten kryokonservierte Hepatozyten 1.7x10 7 Peritoneum 2 Pat. mit Grad III HE, 1 Pat. mit 6x10 8 Grad IV HE überlebten 4x10 7 Leber 2 Pat. starben, 4x Pat. überlebte? 1.3x x10 10 Leber/ Milz Milz / Leber 6 Pat. bis LTX,1 Pat. ohne LTX, 4 Patienten starben 4 Pat. überlebten 6h bis 52 Tage, 1 Pat. starb nach 72h Fisher 1 kryokonservierte Hepatozyten 8.8x10 8 Milz / Leber Pat. überlebte Deutschland 4 kryokonservierte Hepatozyten 4x10 9 5x10 9 Leber 1 Pat. überlebte, 3 Pat. starben nach 6 u. 8 Tagen

23 Klinische Anwendung der Leber-Zelltherapie in Hannover Zahl der Pat. Art der HcTx Zahl der transpl. Zellen Applikationsform Ergebnis Leber- Zirrhose CHILD C 10* kryokonservierte 5x10 9 Leberzellen 8x10 9 Peritoneum Überlebenszeit: 2 Wochen 6 Monate Akut auf chronisch ALF UCD 1 1 kryokonservierte Leberzellen 3 kryokonservierte Leberzellen kryokonservierte Leberzellen 2x10 9 7x10 9 2x10 9 7x10 9 Leber, intraportal Leber, intraportal 0,64x10 9 Leber, intraportal Überlebenszeit: 1 Woche 1 Pat. überlebte, 2 Pat. starb nach 6 Tagen (MI) Pat. stoffwechselstabil für 4 Mo. dann Tod in Stoffwechselkrise * Ein Patient wurde in Sofia, Bulgarien behandelt

24 Leber-Zelltherapie Regulatorische Voraussetzungen für die Anwendung von allogenen Zellpräparationen Bereitstellung der Gewebespende nach Richtlinien der DSO und DSO-G Allogene Leberzellsuspensionen werden als Arzneimittel eingestuft Die Herstellung erfolgt nach GMP-Richtlinien Die Abgabe von allogenen Leberzellen für den klinischen Gebrauch erfordert eine Herstellungserlaubnis Für die Zulassung als Arzneimittel sind unter anderem klinische Studien erforderlich

25 GMP-konforme Isolierung und Kryokonservierung humaner Leberzellen

26 Humane Leberzellen: Therapievorbereitung Maximales Volumen der Zellsuspension 600 ml entsprechend 1,5 x 10 9 lebende Zellen für eine Infusion Mindestens % Vitalität unmittelbar nach dem Auftauprozess 1-10 x aus einer Spenderleber

27 Leber-Zelltherapie: Überwachung der Zellinfusion

28 1. akutes Leberversagen durch Amanitaintoxikation Anamnese: 64 J. weiblich, chronische Herzinsuffizienz und arterieller Hypertonus Stationäre Aufnahme wegen Erbrechen u. blutiger Diarrhoe 12 Std. vorher Pilzmahlzeit Amanitatoxinspiegel im Urin 30 ng/ml sekundäre Entgiftungstherapie mit Hämoperfusion und Antidot am 2. Tag steigende Leberenzyme, Bilirubin, Ammoniak, Abfall der Gerinnungparamater am 3. Tag Enzephalopathie III, Laktatazidose, Respiratortherapie bei beginnenden ARDS und Entschluß zur HcTx

29 1. Akutes Leberversagen: Indikationskriterien für eine Lebertransplantation Patient L. G. Age Tx criteria * HE* 64 years old Kings College, Clichy III FV(%)* 9 INR* 4,0 * zum Zeitpunkt der Leberzellinfusion

30 Leber-Zelltherapie und klinischer Verlauf Intoxikation Ammoniak (µmoll/l) ICU 5, 3, 2 x 10 9 Leberzellen O OO X ATIII PPSB FFP 25 Cyclosporin, Steroide X Data Ammoniakkonzentration im Blut vor und nach Zellinfusion Tage

31 Leber-Zelltherapie und klinischer Verlauf Intoxikation ICU 5, 3, 2 x 10 9 Leberzellen O OO X ATIII PPSB FFP FV Aktivität (%) Cyclosporin, Steroide Tage X Data Faktor V Aktivität im Blut vor und Zellinfusion

32 Klinischer Verlauf nach Leber-Zelltherapie Hepatobiliäre Szintigraphie Normale Tracerausscheidung 14 Tage nach Leberzellinfusion, keine extrahepatische Traceraufnahme Leberhistologie: 75% Regeneration

33 Akutes Leberversagen Verlauf nach Leber-Zelltherapie Pat. mit Amanitaintoxikation nach 3 Wochen entlassen 12 Monate nach Leberzellgabe Absetzen der Immunsuppression jetzt 5 Jahre nach Leber-Zelltherapie weiter beschwerdefrei mit normaler Leberfunktion

34 LDL-Cholesterin Effekt der Leberzellinfusion (HcTx) auf die Hypercholesterinämie in WHHL - Kaninchen 4 Monate nach Leberzellinfusion % Änderung d. Ausgangswerte 10% - 11% Kontrolltiere nach Leberzellinfusion nach Leberzellinfusion und Präkonditionierung %

35 Leber-Zelltherapie: Intraportale Applikation 5 Wochen Akutes Leberversagen 11 Applikationen 1.7x10 9 vitale Zellen 2.2x10 9 totale Zellen 10 Wochen Stoffwechselerkrankung 6 Applikationen 1.4x10 9 vitale Zellen 1.9x10 9 totale Zellen 3 Jahre Stoffwechselerkrankung 2/6 Applikationen 2.8x10 9 vitale Zellen 3.7x10 9 totale Zellen

36 Neugeborenes mit Defekt des Harnstoffzyklus nach Leberzelltransplantation Infusion von 640 Mio. kryokonservierten, gewaschenen humanen Hepatozyten über einen Nabelvenenkatheter in 3 Dosen, fraktioniert ab der 6. Lebensstunde in die Pfortader. Die Transfusion wurde komplikationslos toleriert. Der Ammoniakwert stieg auf max. 240 µm am 2. LT an. Die Eiweißzufuhr konnte im Verlauf sukzessiv gesteigert werden.

37 Zusammenfassung Maschinelle Leberersatztherapie ist ein effektives Entgiftungsverfahren für Patienten mit akutem und chronischen Leberversagen und Cholestase-bedingtem Pruritus. Die Leberzelltransplantation ist eine wenig invasive Therapieoption für Patienten mit akutem, akut auf chronischem Leberversagen und Stoffwechselerkrankungen. Das Therapieziel des maschinellen Leberersatz und der Leberzelltransplantation kann die Überbrückung bis zur Lebertransplantation oder Regeneration der Leber sein. Die Leberzelltherapie fördert die Leberregeneration und kann eine Lebertransplantation und eine damit lebenslang verbundene Immunsuppression vermeiden und das Morbiditätsrisiko reduzieren. Stoffwechseldefekte können bei Erhalt der Empfängerleber reguliert bzw. durch die Syntheseleistung der Spenderhepatozyten ausgeglichen werden.

38 Fractionated Plasma Separation & Adsorption (FPSA, Prometheus ) Blut pumpe Heparin FPSA Einheit Patient Primär- Kreislauf Albumin filter Plasma pumpe Sekundär- Kreislauf Adsorber Hemoflow FX 50 Dialyse-Kreislauf Falkenhagen et al. Artif Org 1999: 23: 81-86