key: cord-0006791-oisr9qwr
authors: Rogy, M. A.; Beinhauer, B. G.; Fang, M.
title: Liposomen-mediierter Gentransfer — die zukünftige Therapieform bei Sepsis und intraabdomineller Infektion?
date: 2000
journal: Acta Chir Austriaca
DOI: 10.1007/bf02949260
sha: 497965aa6e6ead9bb37bde05f1e5f00ed61bf6a3
doc_id: 6791
cord_uid: oisr9qwr

Background: It is now generally accepted that over-production of pro-inflammatory cytokines (TNF-α, IL-1β) produced by inflammatory cells contributes to the pathological consequences of septic shock. Neutralizing this exaggerated immune response by monoclonal antibodies (anti-TNF-α), receptor antagonists (IL-1rα) and anti-inflammatory cytokines (IL-10) did not result in a better outcome in septic patients. Firstly, this is due to the short biological half-lives of these natural antagonists or inhibitors of pro-inflammatory cytokines. Secondly, exaggerated pro-inflammatory cytokine production may contribute to pathology in one body compartment while, simultaneously, the same mediators may have beneficial effects in another compartment. Thus, systemic administration of cytokine inhibitors at levels sufficient to neutralize exaggerated cytokine production in one organ may also block the presumably beneficial aspects of cytokine production in another. Methods: Our own results of animal experiments of the liposome mediated gene transfer are presented. Results: Liposome mediated gene transfer seems to be a promising low-risk alternative to systemic anti-inflammatory therapies as it ensures the local delivery of high doses of cytokine inhibitors and antagonists over a prolonged period of time. Conclusions: The pathophysiological mechanism of sepsis and septic shock are well established. The concept of local intervention or compartimental blockade of overwhelming mediator production by gene transfer will be a new challenge in the future.

exaggerated pro-inflammatory cytokine production may contribute to pathology in one body compartment while, simultaneously, the same mediators may have beneficial effects in another compartment. Thus, systemic administration of cytokine inhibitors at levels sufficient to neutralize exaggerated cytokine production in one organ may also block the presumably beneficial aspects of cytokine production in another. Methods: Our own results of animal experiments of the liposome mediated gene transfer are presented. Results: Liposome mediated gene transfer seems to be a promising low-risk alternative to systemic anti-inflammatory therapies as it ensures the Ioca] delivery of high doses of cytokine inhibitots and antagonists over a prolonged period of time. Conclusions: The pathophysiological mechanism of sepsis and septic shock are well established. The concept of local intervention or compartimental blockade of overwhelming mediator production by gene transfer will be a new challenge in the future.

W~ihrend der letzten zehn Jahre fanden viele Anti-Zytokin-Therapien zur Behandlung des septischen Schocks, ARDS (adult respiratory distress syndrome) sowie SIRS (systemic inflammatory response syndrome), Einzug in den klinischen Alltag. Die pathologischen Konsequenzen des septischen Schocks sind ma6geblich auf die vermehrte Produktion pro-inflammatorischer Zytokine von Entzfindungszellen des K6rper zurfickzufiihren (9, 28) . Blockiert man jedoch die gesteigerte Produktion und Wirkung von endogenem Tumor-Necrosis-Faktor ot (TNFct) mittels anti-TNF-ct-Antik6rper (34, 59) , solublen TNF-ot-Rezeptor-lmmunadh~isinen (40, 62) oder indirekt dutch prophylaktische Verabreichung des potenten anti-inflammatorischen Zytokins Interleukin-l0 (IL-10) (30, 35) , so steigt die lJberlebensrate bei ursprfinglich letaler Endotoxinfimie rapid an. Zur Zeit werden sowohl monoklonale anti-TNF-ot-Antik6rper wie auch TNF-c~-Rezeptor-tmmunadhS.sine bei Patienten mit Sepsis-Syndrom im Rahmen klinischer Studien erprobt (22) . Versuche, eine erh6hte lnterteukin-l(IL-l)-Produktion primer unter Verwendung yon IL-1-Rezeptor-Antagonisten (IL-l rct) einzud~immen, fiihrten in pr~iklinischen (23, 45) und klinischen (24) Untersuchungen zu unterschiedlichsten Ergebnissen.

Viele innovative Therapieansfitze erscheinen zwar inhaltlich vernfinftig und erfolgsversprechend, erwiesen sich jedoch in der Praxis als ineffizient. Die natfirlichen Antagonisten oder Inhibitoren pro-inflammatorischer Zytokine zeichnen sich dutch eine kurze biologische Halbwertszeit aus, die innerhalb von Minuten bis wenigen Stunden liegt (23, 25, 62) . Darfiber hinaus ist die Konzentration an pro-inflammatorischen Zytokinen in entziindlichem Gewebe oftmals bedeutend h6her als im Plasma (31, 58). Die systemische Verabreichung von Zytokin-Inhibitoren erfordert somit groge Dosen derselben, um alle Gewebe-Pools zu erreichen und abzusSttigen. Manche Inhibitoren werden zus~tzlich fast ausschlieglich im Plasma-Kompartiment angereichert (3) und erreichen somit kaum interstitielle Bereiche. Eine erh6hte Produktion pro-inflammatorischer Zytokine mag zwar pathologische Folgen in einem Kompartiment des K6rpers hervorrufen, kann jedoch gleichzeitig positive Wirkung in einem anderen Kompartiment zeigen. Die systemische Gabe yon Zytokin-Inhibitoren in ausreichender Konzentration fiir eine Neutralisation der vermehrten Zytokinproduktion in einem bestimmten Organ kann somit die notwendigen und f6rderlichen Aspekte dieser Zytokinproduktion in anderen Organen hemmen.

Es gait nun, alternative Ansiltze ftir Anti-Zytokin-Therapien im Rahmen einer akuten Entztindung zu entwickeln. Die Methode des Gentransfers oder die Verwendung katalytischer Ribozyme, die gegen die mRNA pro-inflammatorischer Zytokine gerichtet sin& wurden als neue Therapiewege entdeckt. Obwohl der Einsatz des somatischen Gentransfers bei erblichen sowie chronischen Erkrankungen stark forciert wird (2, 43, 44) , findet er als akute therapeutische Ma6nahme bei Sepsis, MSOF (multisystem organ failure) sowie diversen Entztindungen kaum Anktang (49) . Doch gerade die M6glichkeit, Zytokin-Inhibitoren oder Antagonisten direkt und ausschlie61ich lokal an den Ort elher Entztindung zu transportieren, l~i6t den transienten Gentransfer als eine vielversprechenden Alternative zur systemischen anti-inflammatorischen Therapie erscheinen.

Die Mortalitfitsrate des septischen Schocks liegt zwischen 25 und 50 %. Trotz deutlicher Verbesserungen der antimikrobiellen Therapien sowie massiver pulmonaler und vaskulfirer Unterstfitzung konnte die H/iufigkeit des septischen Schocks sowie die damit verbundene hohe Letalitiit kaum herabgesetzt werden. Vielmehr ftihrt die Zunahme an immunsupprimierenden Erkrankungen wie AIDS und der permanente Anstieg der durchschnittlichen Lebenserwartung der Bev61kerung zu einer wachsenden Pradisposition ffir Sepsis und septischen Schock.

Beutler et al. konnten bereits 1986/87 zeigen, da/3 eine vermehrte Produktion des potenten pro-inflammatorischen Zytokins TNF-ct den Beginn einer Sepsis begleitet (5, I1, 60, 61 ). Anffingliche Studien ergaben, dag die im Rahmen einer letalen Endotoxemia oder gramnegativen Bakterilmie auftretenden hnmunantworten durch Verabreichung yon rekombinantem TNF-ct an gesunden Tieren nachgestellt werden k6nnen. Wie die Autoren in nachfolgenden Untersuchungen an Mfiusen und Pavianen zeigten, kann die tiberschiegende Produktion von endogenem TNF-ct mittels mono-und polyklonaler anti-TNF-ot-Antik6rper inhibiert werden. Die vollstilndige Blockade von endogenem TNF-ct ftihrt jedoch zu einer erh~Shten Mortalitfit im Rahmen dieser Erkrankungen (59) . Seit den ersten Studien 1987 belegen mittlerweile unzS.hlige Arbeiten die zentrale Rolle yon TNF-ct bei akuter gramnegativer BakterS.mie und Endotoxemia (10) . (23) , da6 die Blockade von endogenem IL-I mittels IL-l-Rezeptor-Antagonist (IL-1 rct) ebenfalls zu einer Erh6hung der Uberlebensrate sowie einer Verringerung der Gewebeschgdigung in Zusammenhang mit gramnegativer Bakter~imie ffihrt.

Innerhalb der letzten Jahre kam es zu einer rasanten Steigerung des Wissensstandes fiber die Mechanismen und Wirkungsweisen yon pro-inflammatorischen Zytokinen im Rahmen ihrer Beteiligung an Schock, Schfidigung des Gewebes und Sepsis-Syndrom. Neben TNF-c~ und IL-113 sind auch Interferon-'/ (IFNq,), LiF/Factor D, IL-6 und IL-12 ma6geblich an der Pathogenese gramnegativer Infektionen und Endotoxemia beteiligt ( 1, 6, 8) . TNF-ot und IL-II3 werden sehr frtih bei einem septischen Geschehen produziert und stehen somit am Beginn einer nachfolgenden Kaskade von pro-inflammatorischen Zytokinen. Die Synthese und Freisetzung der beiden potenten pro-inflammatorischen Mediatoren TNF-ct und IL-ll3 ffihrt innerhalb weniger Minuten zur Aktivierung yon Makrophagen (26, 32) . Blockiert man TNF-ot oder IL-113 mittels Antik6rper oder Rezeptor-Antagonisten, so wird auch die Synthese wichtiger Komponenten der inflammatorischen Immunantwort gehemmt (1 t, 26).

Die Immunantwort des K6rpers gegentiber Infektionen ist .jedoch weitaus komplexer und h~ngt keineswegs nur yon den absoluten Konzentrationen an IL-1 und TNF-c~ ab, sondern basiert auch auf der Synthese von Zytokin-lnhibitoren und anti-inflammatorischen Mediatoren. Die katastrophale Reaktion des Organismus auf massive bakterielle Infektionen beruht aufeinem Ungleichgewicht zwischen pro-inflammatorischen Zytokinen wie TNF-ct und IL-1 und ihren nattirlich vorkommenden lnhibitoren. Die bei letaler Bakter~mie und Endotoxemia gemessenen Plasmaspiegel an TNF-c, und IL-t[3 fibersteigen um ein Vielfaches jene Konzentrationen, die yon den endogenen Levels an freigesetzten TNF-ct-Rezeptoren (TNFotR) p55 und p75 oder IL-lm-Rezeptor-Antagonisten (IL-113ra) neutralisiert werden kOnnen (27, 62). Ein/J.hnliches Bild bietet sich aucl-i bei hospitalisierten Patienten mit SIRS (systemic inflammatory response syndrome) oder Sepsis-Syndrom. Jene Mechanismen, die letztlich ftir die Verminderung der Freisetzung pro-inflammatorischer Zytokine verantwortlich sind. erweisen sich als ineffektiv, da es zu einer kontinuierlichen externen Stimulation durch permanent ablaufende infekti6se oder inflammatorische Prozesse kommt. Die dadurch persistierende Synthese pro-inflammatorischer Zytokine trfigt in entscheidendem MAP_, zu hilmodynamischer lnstabilitilt, Koagulopathie sowie Multiorganversagen bei. Sowohl im septischen Schock wie auch bei SIRS werden die positiven Aspekte der pro-inflammatorischen Zytokine (u. a. Stimulation der unspezifischen lmmunantwort, erh('~hte antigenspezifische T-Zell-Proliferation sowie gesteigerte Phagozytosekapazitilt von Makrophagen und NK-Zellen) durch die negativen Konsequenzen einer permanenten Exposition gegentiber erh6hten TNF-of und IL-113-Levels fiberdeckt.

Bisweilen zielten Anti-Zytokin-Therapieansiltze zur Behandlung des septischen Schocks und des Sepsis-Syndroms entweder auf eine Unterdrtickung der pro-inflammatorischen hnmunantwort mittels Gabe yon IL-10 oder TGF13 (transforming growth factor 13) ab oder auf eine Blockade der TNF-ct-und 1L-113-Aktivitfit mit Hilfe entsprechender Antik6rper, oder abet auf eine pharmakologisches Erh6hung der Konzentration an Zytokin-lnhibitoren wie rekombinante IL-I Rezeptor-Antagonisten und 16sliche TNF-Rezeptoren. Prfklinische Studien an Nagetieren sowie nachfolgend an Primaten belegten den erfolgreichen Einsatz yon Antik6rpern (anti-TNF-ot mAb) und Zytokin-lnhibitoren (IL-Ira und 16sliche TNFR) bei letaler Endotoxemia bzw. gramnegativer Bakter,Smie und fiihrten so zu ersten klinischen Studien bei Patienten mit Sepsis-Syndrom und Schock. Die an-f~nglichen vielversprechenden Ergebnisse der Behandlung yon Patienten mit IL-Irct im Rahmen einer Phase- konnten jedoch letztlich nur in einer kleinen Subgruppe yon Patienten in der nachfolgenden Phase-llI-Studie bestS.tiLt werden (27). Retrospektive Analysen yon Phase-II-und Phase-III-Studien bei Einsatz von monoklonalen anti-TNF-of Antik6rpern ergaben ein ~hnliches Bild.

Wf_hrend stets nut eine kleine, selektive Patientengruppe yon der Anwendung der Anti-Zytokin-Therapien in Form yon anti-TNF-ct-Antik6rpern oder IL-l-Inhibitoren profitierte, ffihrte dieselbe Therapie zu einer Erh~Shung der Mortalitlitsrate in der verbleibenden Patientenpopulation (22, 24) . Anti-TNF-c~-und anti-IL-1-Therapien erwiesen sich vornehmlich in Schock-Patienten mit Organversagen als erfolgreich, w~ihrend sie far potentiell Schock-gefghrdete Patienten ein nicht unbetrS_chtliches Risiko darstellten. Keine der Vielzahl an klinischen Studien konnte nachweislich die Effizienz des neuen Anti-Zytokin-Therapiekonzepts belegen. ( 13, 39, 42, 46, 51,63.64) . Diese Ergebnisse lassen den SchluI3 zu, da6 eine lmmunantwort in Form der Synthese endogener pro-inflammatorischer Zytokine auch positive Wirkungsmechanismen besitzt und andererseits der Versuch, eine endogene TNF-cz-oder IL-l-Produktion zu unterdrticken, eine Reihe unerwtinschter Nebenwirkungen mit sich bringen kann.

Wir glauben, dab selbst eine n/.ihere Charakterisierung der optimalen Patienterlpopulation nur teilweise zur L6sung der diskutierten Probleme in Zusammenhang mit Anti-Zytokintherapien ftihren kann. Eine der Hauptschwierigkeiten bei der systemischen Verabreichung yon IL-1-oder TNF-ct-lnhibitoren (IL-lrct und monoklonale anti-TNF-ot-Antik6rper bzw. 16sliche TNFR) bzw. von anti-inflammatorischen Mediatoren wie Glukokortikoide, IL-4, TGF[3, IL-10 oder lL-13 liegt in der Fehlerhaftigkeit dieser Methode, individuelle Kompartimente des K6rpers mit einer vermehrten Produktion pm-inflammatorischer Zytokine gezieh und ausschlieBlich zu erreichen.

Die systemische Verabreichung yon Zytokininhibitoren erweist sich zudem als problematisch, da natfirliche Antagonisten yon TNF-ct und [L-I meist eine kurze biologische Halbwertszeit besitzen, die innerhalb weniger Minuten bis maximal einiger Stunden rangiert (23, 62) . So berichten Fisheret al., dab die biologische Halbwertszeit von IL-lrot bei septischen Primaten durchschnittlich 21 Minuten betragt (23) . Um nun konstante therapeutische Plasmakonzentrationen von 10 bis 15 mg/ml an IL-Irc~ und 16slichen TNF-Rezeptoren aufrecht halten zu kSnnen, mfissen diese anti-inflammatorischen Mediatoren in einer Konzentration yon 1,5 bis 2 mg/kg BW/h bzw. in einer Menge von 2,5g/Tag wiihrend der gesamten septischen Phase des Patienten verabreicht werden. Dieser Therapieansatz erweist sich daher als LiuBerst kostenintensiv bei gteichzeitig geringer Effizienz.

Letztlich kann eine iibersteigerte Produktion pro-inflammatorischer Zytokine zu Pathologien in einem Kompartiment des K6rpers beitragen, w~ihrend dieselben Mediatoren kurative Eigenschaften in anderen Kompartimenten besitzen kSnnen. Die systemische Verabreichung yon Zytokininhibitoren, die aus bereits erw~ihnten Grtinden in ausreichend hoher Konzentration erfolgen mug, kann somit auch erwtinschte positive Effekte einer pro-inflammatorischen lmmunantwort unterdrticken. Diese Tatsache erklfirt m6glicherweise experimentelle Beobachtungen, denenzufolge eine Blockade der TNF-ct-Produktion zu einer ungtinstigeren Prognose ftihrte.

Bereits im Jahr 1986 charakterisierten Beutler und Cerami (7) die Eigenschaften von TNF-ct als die zwei Seiten einer Mtinze. Schon zu dieser Zeit war hinl~inglich bekannt, da6 die biologischen Eigenschaften yon TNF-ct prim~ir positive Wirkung im menschlichen Organismus austiben. Eine Vielzahl von experimentellen Studien belegte die essentielle Rolle von endogenem TNF-ot und IL-1 in der normalen, unspezifischen lmmunantwort sowie deren Beteiligung an einer Verminderung der Gewebssch/idigung und dem Auftreten sekund~irer bakterieller [nfektionen. Zudem tr~igt die Produktion von endogenem TNF-~t und IL-1 in groBem AusmaB zur Abwehr intrazellul~trer Pathogene wie Listerien und Pneumocystis bei (52) sowie zur Bek~impfung gramnegativer bakterieller Infektionen (33, 41) . Dinarello et al. konnten jedoch anhand eines Rattenmodells zeigen, daB eine tibersteigerte wie auch eine inadfiquate IL-l-Produktion zu letalen Auswirkungen im Rahmen gramnegativer Infektionen fiihrt (41) . lnfiziert man zwei Tage alte Ratten mit Klebsiella, so lassen sich eine 100%ige Mortalitfitsrate sowie ein hohes Level an IL-l-Produktion feststellen. Blockiert man die tiberschiissige Menge an IL-I mit geringen Dosen von IL-lrc~, so sinkt die Mortalit~itsrate auf einen Wert unter 20 % ab. Werden jedoch hohe Dosen an IL-lrot verabreicht, die zu einer vollsfiindigen Blockade der biologischen Funktion von IL-I fiihren, so liigt sich erneut ein Ansteigen der Mortalifitsrate auf beinahe 100 % beobachten. Diese Ergebnisse belegen somit die Notwendigkeit der Produktion yon lnterleukin-1 im Rahmen einer antimikrobiellen hnmunantwort, zeigen jedoch gleichzeitig, dal3 zu geringe bzw. zu groBe Mengen an lnterteukin-I zu einer Reihe von unerwfinschten Effekten ftihren.

Aufgrund all dieser Ergebnisse erscheint uns nun die Verabreichung yon anti-inflammatorischen Zytokinen bzw. Zytokininhibitoren mittels Gentransfers wesentlich effektiver in der kompartimentspezifischen Blockade pro-inflammatorischer Zytokine als eine systemische Verabreichung derselben Mediatoten.

Gentransfer a|s direktes Transportmittel von Anti-Zytokin-Therapien zu Organen und Geweben WS.hrend der letzten Jahre kam es zu einem rasanten Fortschritt in der Entwicklung der Gentherapie, so dab uns heute eine Vielzahl yon verschiedensten Technologien zur Verftigung steht (2, 43, 44) . Prim~res Ziel der Gentherapie war fiber lange Zeit aus-schlieBlich die Korrektur genetischer AbnormalitS.ten in der Keimbahn. wie sie beispielsweise im Rahmen von zystischer Fibrose oder Duchenne-Muskeldystrophie auftreten ( 18, 19) . Diese Versuche zielen somit auf den Ersatz des mutierten Gens oder die Veriinderung des Zell-Ph~inotyps ab.

Die Methode des Gentransfers bietet sich in unseren Augen jedoch auch als eine innovative Form der Verabreichung yon Wirkstoffen an, um eine inflammatorische Antwort des lmmunsystems w)rtibergehend in individuellen Geweben und Organen abzuschwiichen. Wir glauben, daB der Einsatz yon Gentransfer-Technologien bei chirurgischen Interventionen letztlich eine einzigartige M/Sglichkeit darstellt, post-chirurgische und inflammatorische Immunantworten in gewtinschter Form zu modulieren, Die spezifische Zielsetzung der Gentherapie bei Sepsis und akuter Inflammation unterscheidet sich daher in mancherlei Hinsicht von den Aufgaben jener Gentherapie, die die Korrektur von Mutationen in der Keimbahn anstrebt. WS, hrend die Behandlung yon Erkrankum, en der Keimbahn wie z. B. ADAD (adenosine deaminase deficiency), SCID (induced severe combined immune deficiency) oder CF (Cystische Fibrose) eine stabile Integration des gesunden Gens in das Genom der Zellen des Zielgewebes erfordert (12, 15, 17, 38, 48, 54, 55) , liegt das Ziel eines Gentransfers bei Sepsis oder akuter Entziindung in einer transienten, non-stabilen Transfektion, die in einer maximalen Genexpression fiir den Zeitraum yon Tagen bis wenigen Wochen resultiert. Eine stabile, viral mediierte Integration eines Gens, das fiir anti-inflammatorische Zytokine oder Zytokin-Inhibitoren kodiert, wfirde zu langfristigen SchS, den dutch permanente Immunsuppression und m~Sgliche Onkogenese ftihren und ist daher nicht erwtinscht. Wit haben uns daher ftir einen non-viralen Gentransfer unter Verwendung von Liposomen entschieden.

Basierend auf In-vitro-Studien schrieb man dem Liposomenvermittelten Gentransfer im Vergleich zu viralen Vektorsystemen auch in vivo eine fiuBerst geringe sowie kaum erfolgreiche Transfektionseffizienz zu (18, 19) . Fehlende Qualitfitskontrollen der Liposomen-Prfiparationen sowie deren rasche Peroxidation ftihrten zu schlecht reproduzierbaren Ergebnissen, die zudem auch noch yon einer direkten toxischen Wirkung der Liposomen auf bestimmte Zellpopulationen zeugten.

Der endgfiltige In-vivo-Einsatz von Liposomen im Rahmen eines Gentransfers fand erst nach einem Bericht yon Feigner et al. (18) statt, der die Verwendung yon Liposomen als eine einfache, billige, reproduzierbare und effiziente Technik beschreibt. Im Laufe der Zeit kam es zudem stets zu Verbesserungen in der chemischen Zusammensetzung der Liposomen, so dab heute die Effizienz der Transfektion bei beinahe 75 % liegt und somit mit viralen Gentransfersytemen durchaus vergleichbar ist (21) . Philip et al, konnten dariiber hinaus zeigen, dab mittels Variation der chemischen Komponenten der Liposomen selbst ein gewisser Grad an gewebsspezifischer transgener Expression erreicht werden kann (14, 47, 57) . lm allgemeinen bilden diese positiv geladenen Lipidpartikel spontan multilamellare Vesikel, die fiber die negativ geladenen Phospatgruppen der DNA an diese 

Abb. 36, 47, 57) .

Der CMV-Promoter wird von der RNA-Polymerase II transkribiert und ffihrt zu einer hohen Expressionsrate in einer Vielzahl von Geweben wie Lunge, Niere und vaskulfires Endothel (56). CMV-Promoter-Vektoren, die mit einem Reportergen wie z.B. Chloramphenicol-Acetyl-Transferase (CAT) ausgestattet sind, wurden in einer Vielzahl von Studien vergleichsweise in-travenOs, intraperitoneal bzw. mittels Inhalation an gesunde Tiere verabreicht (14, 36, 47, 57) .

Im Falle der intraven6sen Applikation der CMV-CAT-Expressionsvektoren konnte Uber einen Zeitraum von bis zu 63 Tagen nach Verabreichung eine CAT-Expression und CAT-Aktivitfit prim~ir in Lunge, Milz, Leber, Herz, Niere, Lymphknoten sowie Thymus, Uterus. Ovarien, Skelettmuskulatur und Intestinaltrakt der transfezierten Tiere nachgewiesen werden. Bei Administration der Liposomen-CMV-CAT-Vektoren-Komplexe via Inhalation fanden sich in den nachfolgenden 21 Tagen aus-schliel31ich in der Lunge hohe Levels an CAT-Expression (57) .

Wir beschfiftigten uns wfihrend der letzten Jahre intensiv mit Gentherapie im Rahmen des septischen Schocks und der akuten Inflammation. So konnten wir anhand eines murinen letalen Schockmodells zeigen, dal3 der prophylaktische intraperitoneale Gentransfer des anti-inflammatorischen Zytokins Interleukin-10 bzw. des TNF-ct-Rezeptors p55 zu einer signifkanten Verringerung der Mortaliatsrate ffihrte (50) . Diese Ergebnisse ermutigten uns, auch die Wirkung des Gentransfers der anti-inflammatorischen Zytokine Interleukin-4 und Interleukin-13 in diesem Schockmodell zu untersuchen (4) . Die intraperitoneale Verabreichung von IL-4 ffihrte zu einer Reduktion des Serum TNF-cL-Spiegels um 85 % yon 177,6 pg/ml in mock-transfezierten Tieren zu 26.3 pg/ml (p < 0,05), wfihrend der Gentransfer von IL-I3 die Serum-TNF-c~-Spiegel um 95% yon 177,6 pg/ml auf 10,1 pg/ml (p < 0,05) verringerte (Abb. 1). Im Gegenzug verbesserte sich die Uberlebensrate von 20 % bei mock-transfezierten Tieren auf tiber 83 % in beiden behandelten Gruppen (p < 0,001) (Abb. 2). Zudem konnten wir eine signifikante Steigerung der lmmunkompetenz peritonealer Makrophagen in der IL-4-wie auch der 1L-13-behandetten Gruppe feststellen, wobei [L-13 eine stfirkere Modulation aufweist (p < 0,05) (Abb. 3).

Unsere Ergebnisse unterstreichen deutlich die Vorteile der Verwendung des Gentransfers im Rahmen der Therapie yon Sepsis und anderen akuten inflammatorischen Prozessen. Diese innovative Methode erm6glicht uns nicht nur eine organspezifischere Verabreichung diverser Mediatoren, sondern zudem auch deren kontinuierliche Expression tiber einen Zeitraum von Tagen bis einigen Wochen. Wfihrend konservative anti-inflammatorische Therapien stets den Nachteil einer systemischen Immunsuppression verbunden mit einem erh6hten Risiko sekundfirer tnfektionen mit sich bringen, bietet uns der Gentransfer eine lokale, kompartimentspezifische und ~.iu6erst effektive Ware im Kampf gegen entztindliche Erkrankungen und septische Komplikationen.

Recombinant interleukin-I receptor antagonist (IL-lra): effective therapy against gram-negative sepsis in rats

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Control of cachectin (tuntor necrosis factor) synthesis: mechauisnts of endotoxin resistance

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Cationic liposome-mediated transfection

Gene therapeutics

Feigner PL: Enhanced gene delivery and mechanism studies with a novel series of cationic lipid formulations

Influence on an anti-tumor necrosis factor monoclonal antibody on cytokine levels in patients with sepsis. The CB0006 Sepsis Syndrome Study Group

lnterleukin-1 receptor blockade improves survival and hemodynamic performance in Escherichia coli septic shock but fails to alter host responses to sublethal endotoxemia

ILI rot Sepsis Syndrome Study Group Initial evaluation of human recombinant interleukin-t receptor antagonist in the treatment of sepsis ~,yndrome. A randomized open-label, placebo-controlled multicenter trial

Comparison between effects of interleukin-1 alpha administration and sublethal endotoxemia in primates

Moldawer LL: lnterleukin-1 receptor antagonist circulates in experimental inflammation and in human disease

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lnterleukin-I 0 reduces the release of tumor necrosis factor and prevents lethality in experimental endotoxemia

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Eflect of interleukin-1 (IL-I) blockade on cytokine synthesis: II 1k-I receptor antagonist inhibits lipopolysaccharide-induced cytokine synthesis by human monocytes

rlL-I alpha enhances adoptive transt~r of resistance to Listeria monocytogenes infection

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lnterleukin-I0 protects mice from lethal endomxcmia

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Site-specific integration by adeno-associated virus

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The interleukin-1 receptor antagonist can either reduce or enhance the lethality of Klebsiella pheumoniae sepsis in newborn rats

UlevitchRJ: Participationoftumor necrosis factor in the mediation of gram-negative bacterial lipopolysaccharide-induced injury in rabbits

CaskeyT: Progress toward humangenetherapy

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Crystal RG: Adcnovirus-Mediatcd Transfer of a Recombinant l-Antitrypsin Gene to the Lung Epithelium in vivo

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Cuchectin/tumor necrosis factor induces lethal shock and stress hormone response in the dog

Tumor necrosis factor soluble receptors circulate during experimental and clinical inllamnlation and can protect against excessive tumor necrosis factor alpha in vitro and in vivo

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Aarden L: Comparison of the ettects of recombinant interleukin-6 and recombinant interleukin-I on nonspecific resistance to infection

Interleukin-I potentiatesthelethaleffectoftumornecrosis fuctor alphalcachectin in mice

A specific receptor antagonist for interleukin-I prevents Escherichia colt-induced shock in rabbits

KongreJ3ankiindigungen / Congress Announcements 2 °d International Symposium on Venue: Date: Main Topics: Chairman: Information, Organisation and Registration: Distraction Osteogenesis in Cranio-Maxillofacial Surgery Marienhospital

Elfi Zieschang-Buck, Marienhospital

A-8036 Graz

Endoprothetik in der Unfallchirurgie" mit praktischen Ubungen Ort: Termin: Veranstalter: Praktische 0bungen: Kursorganisation: Kursgebiihr: Kurssekretariat: Anatomisches Institut der Universit~it Graz, Harrachgasse 21. bis 23

Gesellschaft zur wissenschaftlichen Aus-und Weiterbildung in der Unfallchirurgie, unter der Patronanz der Osterreichischen Gesellschaft fiir Unfallchirurgie Hemi-und Totalprothese Htiftgelenk -Endoprothese am Kniegelenk