Für den Monat September 2022 geht das „Paper of the Month“ der Medizinischen Fakultät der WWU Münster an:
 

AG Prof. Nana-Maria Wagner aus der Klinik für Anästhesiologie, operative Intensivmedizin und Schmerztherapie für die Publikation:

Targeting Procalcitonin Protects Vascular Barrier Integrity

Brabenec, L; Müller, M; Hellenthal, KEM; ...; Wagner, N-M.
AUG 2022 | AMERICAN JOURNAL OF RESPIRATORY AND CRITICAL CARE MEDICINE

Begründung der Auswahl:
Hier wird anhand paralleler und sich ergänzender Untersuchungen an Patienten und Versuchstieren eine ursächliche Beteiligung der Procalcitonin-abhängigen Signaltransduktion bei in Zusammenhang mit Sepsis und Operationen auftretenden Kapillarlecks beschrieben. Diese Untersuchungen führen zu einer neuen pharmakologischen Therapieoption für Kapillarlecks bei systemischen Entzündungen, die mit Hyperprocalcitonämie assoziiert sind.

Zu Hintergrund, Fragestellung und Bedeutung der Publikation:

Im Rahmen systemischer Inflammation, wie bei Sepsis oder großen chirurgischen Eingriffen, kommt es häufig zu einer Störung der Gefäßbarriere mit massivem Übertritt von Flüssigkeit aus dem Gefäßsystem in die Gewebe. Das entstehende Ödem beeinträchtigt die Versorgung der Organe, der intravasale Volumenmangel kann zu gefährlicher Hypotension führen. Procalcitonin ist ein bekannter Sepsisbiomarker, dessen Funktion bislang jedoch unbekannt ist.

Es konnte gezeigt werden, dass herzchirurgische Patienten mit Charakteristiken eines Kapillarlecksyndroms auch hohe Procalcitoninspiegel aufweisen. Im Grundlagenlabor wurde identifiziert, dass Procalcitonin durch Dipeptidylpeptidase 4 zunächst aktiviert wird und an einen Rezeptor auf dem Endothel bindet, dessen Aktivierung einen molekularen Mechanismus induziert der zu einer Öffnung der Zellkontakte zwischen den Endothelzellen führt.  Inhibition der Dipeptidylpeptidase 4 in der experimentellen murinen Sepsis konnte durch Verhinderung der Aktivierung Procalcitonins die Ödembildung deutlich reduzieren. Schließlich konnte auch in herzchirurgischen Patienten nach Einnahme des Dipeptidylpeptidase 4 Inhibitors Sitagliptin ein reduziertes Kapillarlecksyndrom beobachtet werden.

Durch die Identifikation der funktionellen Bedeutung von Procalcitonin für die Gefäßbarriere konnte eine therapeutische Strategie zum Schutz der Vaskulatur im Rahmen systemischer Inflammation identifiziert werden. Dies könnte mit dem verbesserten Erhalt der Organfunktionen in Patienten mit Sepsis oder nach Operationen verbunden sein.

Background and fundamental question of the publication:

Systemic inflammation, for example in the context of sepsis or major surgery, is associated with dysfunction of the vascular barrier with massive extravasation of fluid into tissues. The resulting edema impairs the supply of organs, and the intravascular volume deficiency can lead to dangerous hypotension. Procalcitonin is a known sepsis biomarker but its role in systemic inflammation is unkown.

It was shown that cardiac surgery patients with characteristics of capillary leak syndrome also have high levels of procalcitonin. In the basic science laboratory, it was then identified that procalcitonin is first activated by dipeptidyl peptidase 4 and binds to a receptor on the endothelium, whose activation induces a molecular mechanism that leads to the opening of cell contacts between the endothelial cells.  Inhibition of dipeptidyl peptidase 4 in experimental murine sepsis was able to significantly reduce edema formation by preventing the activation of procalcitonin. Finally, a reduced capillary leak syndrome was also observed in cardiac surgery patients after taking the dipeptidylpeptidase 4 inhibitor sitagliptin.

The identification of the functional importance of procalctonin for the vascular barrier during systemic inflammation could have identified a therapeutic strategy to protect the vascular barrier. This could enable the preservation of organ function in the context of sepsis and major surgery and reduce mortality.

Die bisherigen ausgezeichneten „Papers of the Month“ finden Sie HIER.