Open Access

Birgit Schwestka

• Hämorrhagischer Schock / Reperfusion (H/R) induziert eine inflammatorische Antwort, die zu hepatozellulären Schäden und einem Multiorganversagen führen kann. In vorhergehenden Studien wurde demonstriert, dass H/R die Phosphorylierung von mitogen aktivierten Stress Kinasen (MAPKs), spezifisch c-JUN und ERK, bewirkt; - eine Reaktion, die ebenfalls mit Leberschäden assoziiert ist. Kürzlich wurde ein spezifisches, zellgängiges, protease-resistentes Peptid, D-JNKI-1, entwickelt, welches die c-JUN N-terminale Kinase (JNK) inhibiert. Ziel der vorliegenden Arbeit war es darzustellen, ob D-JNKI-1 durch eine spezifische Inhibierung der JNK den Leberschaden und das Inflammationsgeschehen nach H/R im Tiermodell verringern kann. Als methodischer Ansatz diente ein H/R-Modell an männlichen Sprague-Dawley Ratten. Nach Vorbehandlung mit D-JNKI-1 bzw. NaCl wurde ein hämorrhagischer Schock induziert und durch Reperfusion nach 1 h beendet. Nach 2 h wurden Gewebe- und Blutproben entnommen. Plasmawerte der Alaninaminotransferase, Kreatinkinase, Laktatdehydrogenase und des Interleukin-6 wurden untersucht, die Gewebeproben wurden histochemisch bzw. immunhistochemisch auf Organschäden (Nekrose und Apoptose) und Inflammationsgeschehen (Neutrophileninfiltration der Leber) untersucht, sowie die relative Proteinexpression der aktivierten Stresskinase JNK mittels spezifischer Detektion des phosphorylierten c-Jun im Western Blot quantifiziert. Diese Arbeit stellt die Rolle von D-JNKI-1 als Peptidinhibitor der JNK während H/R dar. H/R führt zu apoptotischen und nekrotischen Zelluntergängen, beides Vorgänge, welche zumindest zum Teil durch JNK gesteuert sind und mittels D-JNKI-1 reduziert werden können. Eine Hemmung der JNK vor einem hämorrhagischen Schock verringert zudem das Ausmaß der Schäden am Lebergewebe, die Produktion von freien Sauerstoffradikalen sowie die Aktivierung pro-inflammatorischer Signalkaskaden im Tiermodell. Diese Erkenntnisse könnten mit die Grundlage eines möglichen therapeutischen Ansatzes in der Verhinderung der Konsequenzen von H/R bilden.
• Hemorrhagic shock and resuscitation (H/R) induce hepatocellular injury. The c-JUN NH2-terminal kinase (JNK), a mitogen activated protein kinase (MAPK), has been associated with ischemic injuries. In this study we found out, that the inhibition of JNK using a specific protease resistant peptide inhibitor (D-JNKI-1) before H/R resulted in a reduced hepatic injury, leukocyte infiltration, oxidative stress and plasma IL-6 levels. Further analysis revealed that the D-JNKI-1 application resulted in a decreased c-Jun phosphorylation after H/R, which confirms the real JNK inhibition by D-JNKI-1. In this study we hemorrhaged male Sprague Dawley rats to a blood pressure of 32-37 ± 5 mmHg for 60 min. Before the resuscitation with shed blood and 2x the shed blood volume of lactated Ringers solution, rats received either D-JNKI-1 (11mg/kg i.p) or saline (vehicle). Plasma alanine aminotransferase (ALT), creatine kinase (CK), lipase, lactate dehydrogenase (LDH) levels, apoptosis and necrosis as well as 4-hydroxy-2-nonenal staining (4-HNE, indicates oxidative stress) were determined. Further the infiltration of the liver with neutrophils and plasma IL-6 levels were analyzed and c-Jun phosphorylation evaluated. A p < 0.05 was considered significant (ANOVA). ALT in vehicle treated group was significantly increased after H/R compared to sham ALT, whereas in D-JNKI-1 group, ALT increase was blunted after H/R, as well as, plasma CK and LDH levels. Liver apoptosis and necrosis assessed histologically at 2 h after resuscitation were also attenuated to a large extend in D-JNKI-1 treated rats. Hepatic infiltration with neutrophils and plasma IL-6 levels as well as 4-HNE content were blunted in D-JNKI-1 treated group after H/R compared to vehicle treated group. We conclude that an inhibition of JNK before H/R prevents hepatocellular injury, reduces the inflammatory reaction and decreases formation of reactive oxygen species. This liverprotective power of D-JNKI-1 after hemorrhagic shock and resuscitation extends a promising therapeutic horizon for preventing hepatic injury after hemorrhagic shock.