Proteomanalyse von hepatozyten-ähnlichen Zellen monozytären Ursprungs identifiziert ITGB3 als Biomarker für medikamentös-toxische Leberschäden durch Diclofenac

Hintergrund:

Medikamentös-toxische Leberschäden (engl. Drug-Induced Liver Injury = DILI) sind in der westlichen Welt die häufigste Ursache für das akute Leberversagen und führen oft zu Lebertransplantation oder Tod. Im Gegensatz zum dosisabhängigen DILI (wie z.B. durch eine Paracetamol-Überdosierung verursacht), kann idiosynkratischer DILI (iDILI) mittels präklinischen Modellen nicht vorhergesehen werden. Zusätzlich, ist iDILI aktuell eine Ausschlussdiagnose, die erst dann gestellt werden kann wenn alle anderen Ursachen für einen Leberschaden (z.B. virale Hepatitiden, Autoimmunerkrankungen) ausgeschlossen wurden. Das führt dazu, dass die iDILI Diagnose in bis zu 25% der Fälle inkorrekt ist. Die Abwesenheit eines verlässlichen diagnostischen Tests für iDILI erschwert ebenfalls Neuentwicklungen von spezifischen iDILI-Biomarker. Die Notwendigkeit von verlässlichen iDILI-Biomarker wird durch den möglicherweise schweren Verlauf und den geringen Fortschritt in der Vorhersage, Diagnose und Prognose von iDILI unterstrichen.

Methoden:

Wir haben eine neue Methode für die Identifizierung von medikamenten-spezifischen Biomarker entwickelt. Dazu haben wir im Rahmen einer klinischen Studie Patienten mit Verdacht auf Diclofenac-induziertem Leberschaden (Diclofenac-DILI) rekrutiert und diese nach klinischem Goldstandard (Expertenmeinung und RUCAM Score) diagnostiziert. Anschließend haben wir von jedem Patienten hepatozyten-ähnliche Zellen monozytären Ursprungs (MH Zellen) generiert, die individuelle Eigenschaften widerspiegeln. Nach Inkubation mit Diclofenac, wurden die MH Zellen mittels einer neuartigen, Massenspektrometrie-basierten Proteomics-Technologie analysiert.

Ergebnisse und Schlussfolgerung:

Wir konnten insgesamt über 2700 Proteine detektieren, die in Diclofenac-DILI Patienten und Kontrollgruppen (DILI aufgrund anderer Medikamente, Leberschaden anderer Ursache als DILI, gesunde Probanden) exprimiert waren. Darunter haben wir Integrin beta 3 (ITGB3) als spezifischen Diclofenac-DILI Biomarker identifiziert, der ausschließlich in Diclofenac-behandelten Zellen von Diclofenac-DILI Patienten überexprimiert war. Wir haben anschließend ITGB3 in einer neuen Patientenkohorte validiert. Dafür haben wir mittels durchflusszytometrischer Analyse von Vollblut und histologischen Färbungen von Leberbiopsien von Patienten mit Diclofenac-DILI und Kontrollgruppen das spezifische Expressionsmuster von ITGB3 bestätigt. Somit konnten wir zeigen, dass die Proteomanalyse von MH Zellen eine geeignete Methode darstellt um medikamenten-spezifische Biomarker für iDILI zu entwickeln. Dies ist von besonderer Bedeutung bei Patienten mit iDILI Verdacht, die mehrere Medikamente einnehmen, um das ursächliche Medikament zu identifizieren und so eine Re-Exposition des Patienten zu vermeiden.

#diese Autoren haben gleichermaßen beigetragen.