Zum Mechanismus der Hepatomegalie bei Eisenüberladungserkrankungen.Untersuchung der Genexpression bei einem Rattentiermodell.

In der vorliegenden Arbeit wurden Untersuchungen zum Ausmas und Mechanismus einer Hepatomegalie bei Eisenuberladung durchgefuhrt. Grundlagen waren klinische Beobachtungen, dass Patienten mit Eisenuberladung haufig vergroserte Lebervolumina aufweisen. Dies wurde auch bei einem Tiermodell der hered. Hamochromatose beobachtet. Bezuglich Patientendaten wurden eisenuberladenen Patienten aus der Eisenstoffwechselambulanz des UKEs untersucht. Retrospektiv wurden Daten aus dem Zeitraum von 1986 – 2006 ausgewertet. Bei 72 Patienten mit HFE – assozierter Hamochromatose sowie 443 Patienten Eisenuberladung bei Polytransfusionstherapie (s-Thalassamia-major) lagen sowohl das Lebervolumen (gemessen mit einer Ultraschallmethode) als auch die Lebereisenkonzentration (SQUID-Biomagnetometermethode) vor. Es zeigte sich bei beiden Krankheitsbildern eine statistisch signifikante lineare Korrelation zwischen der Lebereisenkonzentration und dem vergrosertem Lebervolumen. Dies fuhrte zu der Frage nach dem Mechanismen dieser eiseninduzierten Hepatomegalie (Hypertrophie, Proliferation, Entzundung?). Da Leberbiopsien nicht zur Verfugung standen, wurde ein Tiermodell einer experimentellen Eisenuberladung herangezogen. Dazu wurden Ratten mit verschiedenen Diaten fur 2, 4 und 10 Wochen gefuttert, die die lipophile Eisensubstanz (3,5,5-trimethylhexanol)Ferrozen (TMH-Ferrozen) enthielten. Im Vergleich zu einer Kontrollgruppe, zeigten die Eisengruppen eine sich schnell entwickelnde progressive Lebersiderose, die sich histologisch vergleichbar einer hered. Hamochromatose beim Menschen darstellte. Auch kam es bereits in der 2 Wochen-Gruppe zu einer deutlichen Hepatomegalie. Die histologische Auswertung zeigte Hinweise auf eine Hypertrophie der Leber bei den Eisenuberladungsgruppen. Das Gewicht des eingelagerten Eisens spielte fur die Lebergewichtserhohung keine Rolle. Zur genaueren Analyse wurde die Genexpression von ausgewahlten Genen mit real –time–PCR (LightCycler) analysiert. Mehrere Stoffwechselwege waren bei der Wahl der Gene von besonderem Interesse: als bekannte Proliferationsmarker wurden Cyclin D1 und Ki – 67 gewahlt, die hoch signifikante Steigerungen der Genexpression im Bezug auf Eisen (p<0,001) zeigten. Insulin-like-growth-factor-1 (IGF-1) als Hypertrophiemarker zeigte eine deutliche Abnahme in allen Gruppen. - 81 - Dies wurde auf der Proteinebene durch einen Westernblot gegen phospho-AKT bestatigt. Es zeigte sich eine Abnahme der Phosphorylierung von AKT, was gegen eine Hypertrophie uber IGF und AKT spricht. Neben Hypertrophie und Proliferation kam fur eine Lebervergroserung auch eine Entzundung in Betracht, wofur wir das Zytokin TNF-a (Tumor-Necrosis-factor-a) als zu analysierendes Gen wahlten. TNF-a zeigte jedoch keinerlei Veranderungen. Zur Verifikation des Systems wurde das HAMP (Hepcidin) untersucht, ein Gen, dass physiologischerweise bei gefullten Eisenspeichern hochreguliert wird und die Eisenaufnahme aus dem Darm und aus Makrophagenspeichern hemmt. HAMP war hier so stark, wie in der Literatur noch nicht beschrieben, erhoht. Interessanterweise war die HAMP-Expression auch erhoht in einer Gruppe von Ratten, die nur mit einer fettangereicherten Diat gefuttert wurden. Auch die Proliferationsmarker (Cyclin D1, Ki-67) waren hier erhoht. Diese neue Beziehung zwischen Eisen- und Fettstoffwechsel ist bisher nicht in der Literatur beschrieben. Insgesamt sind die Befunde nicht einfach zu interpretieren. Es ergaben sich keine Hinweise fur Entzundung als Mechanismus fur eine Hepatomegalie. Moglicherweise sind die entscheidenden Effekte, die zu der massiven Hepatomegalie fuhren bereits nach 2 Woche Futterung abgelaufen, sodass die Untersuchungen methodisch zu spat angesetzt waren. Mit Hilfe der RT-PCR konnten aber nachgewiesen werden, dass Proliferation bei der Hepatomegalie eine Rolle spielt, aber erst zu einem spaten Zeitpunkt (ab 2 Wochen). Hypertrophie ist den Ergebnissen zur Folge fur das Leberwachstum initial am wahrscheinlichsten. Die Fettfutterung in dieser Arbeit zeigt moglicherweise eine neue Beziehung zwischen dem Eisen- und Fettstoffwechsel und dem Zellzyklus auf.