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Immunologische Polytraumaforschung

 

Der wissenschaftliche und klinische Hauptfokus konzentriert sich auf die grundsätzlichen posttraumatischen pathophysiologischen Mechanismen, erfolgreiche Behandlung, Rehabilitation und Regeneration von Schwerverletzten oder polytraumatisierten Patienten. Folglich gibt es ein großes Interesse daran, die regulierenden Pfade der systemischen posttraumatischen Akut-Phase-Reaktion zu verstehen. Da muskuloskeletale Verletzungen, wie div. Frakturen das überwiegende Verletzungsmuster beim Polytraumapatienten sind, ist die Interaktion von SIRS, das häufige Eskalieren in Sepsis, die Immunsuppresion, die Gerinnungsstörung, das Multiorganversagen und die Knochenheilung unser Forschungsinteresse.

SIRS, Sepsis und Multiorganversagen beim Polytrauma
In den letzten drei Jahren haben wir das Auftreten von SIRS, Sepsis, Infektion und verwandten Parametern aller aufgenommener Polytraumapatienten an der Charité – Universitätsmedizin Berlin, Campus Virchow Klinikum untersucht. Wir konnten zeigen, dass mehr als 50% der Patienten innerhalb von 24 h nach Trauma ein SIRS entwickelten. Etwa 87% jener Patienten erleiden ein Organversagen und 61% sogar ein Multiorganversagen während der Intensivbehandlung. Patienten mit SIRS und Sepsis wurden bedeutend länger beatmet und entwickelten öfter ein Multiorganversagen als die nicht-septischen Patienten.

PTX3, sIL-6R, transsignaling und transsignaling-Ratio
Um Vorhersagewerte für Ereignisse wie SIRS, Organversagen und die Überlebenswahrscheinlichkeit zu erforschen, begannen wir eine prospektive Obseservationspilotstudie (Trauma 1000) durchzuführen. Ziel war es, die Wirkung einer frühen PTX3/sIL-6R-Expression, sowie die transsignaling-Ratio (TSR) bei Patienten nach schwerem Polytrauma zu untersuchen. Die Ergebnisse stehen kurz vor der Veröffentlichung.

Spezifische Zytokin- und Peptidprofile
In Folge der Trauma 1000 Studie, benutzen wir die Ergebnisse um spezifische Zytokin- und Peptidprofile von 150 Patienten zu untersuchen. Ziel hierbei ist es spezifische Proteinmuster zu identifizieren, welche ggf. prädiktiv für SIRS, Sepsis, Organversagen und die Überlebenswahrscheinlichkeit sind.

Murines Polytrauma-Modell
Um die grundsätzlichen pathophysiologischen Regulationsmechanismen zu verstehen, führten wir ein murines Polytrauma-Modell ein. Dazu induzierten wir bei der Maus einen hämorrhagischen Schock zusammen mit mehreren Frakturen der Beine. Der Schock wurde durch Aspiration von Blut durch einen Katheter in der A. carotis herbeigeführt. Die Etablierung wurde mittels fortlaufender invasiver Blutdruckmessung und Blutgasanalyse überwacht. Wegen der hohen Verletzungsschwere, mussten die Mäuse während der hypotensiven Schockzeit beatmet werden. Zusätzlich zu dem Schock wurden Frakturen des Femur und der Tibia induziert, welche mittels externer Fixation oder Marknagelung stabilisiert wurden. Auch andere Verletzungen wie Lungenkontusion, schwere Schädel-Hirn-Traumata und Abdominaltraumata können zukünftig untersucht werden.

Die Ergebnisse, die zeigen dass der transsignaling-Mechanismus auch die Frakturheilung beeinflusst, werden demnächst veröffentlicht.

The scientific and clinical main focus is centering around the basic posttraumatic pathophysiologic mechanisms, successful treatment, rehabilitation and regeneration of severely injured or polytraumatized patients. Consequently, there is a tremendous interest in unravelling the regulatory pathways of the systemic posttraumatic acute phase reaction. Since musculoskeletal injuries, i.e. fractures are the predominant injury pattern among polytrauma patients the interaction of SIRS, frequently escalating in sepsis, immune-suppression, coagulopathy, multi organ failure and the bone healing process are investigated. 

SIRS, sepsis and MOF in polytrauma
During the last three years we have investigated the incidence of SIRS, sepsis, infection and related parameters of all admitted polytraumatized patients in the Charité – Universitätsmedizin Berlin, Campus Virchow Klinikum. We have demonstrated that in more than 50% of the patients SIRS is evolving within 24h after trauma. About 87% of those patients suffer from an organ and 61% multiple organ failure during intensive care treatment. The patients with SIRS and sepsis were significantly longer ventilated and developed more often MOF compared to non-septic patients.

PTX3, sIL-6R, transsignaling and transsignaling-ratio
In order to identify predictive factors for adverse events like SIRS, organ failure (OF) and probability of survival, we started a prospective observational pilot study (Trauma 1000) to investigate the impact of early PTX3/sIL-6R expression and transsignaling ratio (TSR) in patients after severe polytrauma. The results are ahead of publication.

Specific cytokine and peptide profile
In consequence of the Trauma 1000 study results we started to prospectively investigate the blood cytokine and peptide profiles of 150 trauma patients in order to reveal specific patterns predictive for adverse events and survival.

Murine polytrauma model
To reveal the basic pathophysiological regulatory mechanisms we established a murine polytrauma model. Therefore, we combined hemorrhagic shock with multiple long bone fractures. The shock was induced by blood withdrawal through a carotid artery catheter. The shock is monitored by continuous invasive blood pressure measurement and blood gas analysis. Because of the high injury severity the mice have to be ventilated during the hypotensive shock period. Additionally to the shock fractures of the tibia and the femur were attached and fixed by nailing or external fixation.  Also other injuries like lung contusion, severe brain damage and abdominal trauma can be additionally induced in the future.

The results referring the influence of the transsignaling mechanism on bone healing are upcoming.

 
 
Konzeption & Ausführung: kenHub