Veranstaltungsprogramm

Dem VEXAS Syndrom liegt eine somatische Mutation das UBA1-Gens zugrunde, welches das sog. E1 Enzym codiert und zu einer Störung der Proteinsynthese führt. Die 2020 erstmalig beschriebene Autoimmunerkrankung betrifft männliche Patienten über 50 Jahren und führt zu einem Symptomkomplex aus rheumatologischen, hämatologischen und kutanen Manifestationen. Es handelt sich um ein seltenes Krankheitsbild mit einer Inzidenz von 1/10000, jedoch mit einer rapide wachsenden Zahl an beschriebenen Fällen.

Wir präsentieren den Fall eines 66jährigen Patienten, welcher den Symptomkomplex eines myelodisplastischen Syndroms, rheumatoider Arthrtis sowie vaskulitischer Hautveränderungen bot. 2022 wurde bei ihm die Diagnose eines VEXAS-Sydroms mit Nachweis der UBA1-Mutation gestellt. Der Patient war durch die Kollegen der Rheumatologie und Hämatoonkologie in domo betreut und wurde uns aufgrund chronischer Haut-Weichteil-Defekte des rechten Unterschenkels vorgestellt. Aufgrund der Wundheilungsproblematik konnte der Patient die potentiell kurative Stammzelltransplantation nicht antreten. Bei initial infektfreien Wundverhältnissen und guter Heilungstendenz unter konservativer Wundtherapie kam es nach Erhöhung der Kortisontherapie beim Schub der rheumatioden Arthritis zu einer fulminanten Infektion des gesamten Unterschenkels mit starkem Fieber. Intraoperativ zeigte sich der Befund ähnlich dem Bild einer nekrotisierenden Fasziitis. Wir führten zwei radikale Debridements und bei Nachweis von E. coli eine antibiogrammgerechte antibiotische Therapie durch. Interessanterweise zeigte sich zwar eine Destruktion der Haut aufgrund des Infektes und der Vaskulitis, jedoch wiesen die darunterliegenden Schichten, welche nicht von der Vaskulitis betroffen waren, eine gute und rasche Granulation, sodass wir nach Infektsanierung eine Defektdeckung durchführen und so die Extremität des Patienten erhalten konnten.

Im Rahmen einer engen interdisziplinären Zusammenarbeit mit den Kollegen der Hämatoonkologie konnte der Patient nach mehrfachen Transfusionen und Reevaluation der Antiimmuntherapie nach einen zweimonatigem Aufenthalt die Klinik verlassen und stellt sich aktuell zur Planung der Stammzelltransplantation an der Uniklinik Mainz vor.

Dieser Casereport zeigt, wie uns neue Krankheitsbilder vor neue Herausforderungen stellen, welche wir nur durch guten Austausch und enge interdisziplinäre Zusammenarbeit gewältigen können. Zudem möchten wir sensibilisieren, dass bei männlichen Patienten mit rheumatischen und hämatologischen Nebendiagnosen Haut-Weichteile-Defekte, die klinisch einem Ulcus crusis venosum oder arteriosum ähneln, die kutane Manifestation eines VEXAS-Syndroms sein können.

Objective:

The treatment of full thickness defects remains one of the major targets of plastic and reconstructive Surgery. Beyond complex flap reconstruction, the field of regenerative medicine and tissue engineering in particular is eager to identify less invasive pathways to resolve this issue, foremost by creating a well-vascularized dermal layer. Autologous cell transplantation only has shown mixed results and many clinicians and researchers see scaffolds as a necessary carrier to unleash the full regenerative capacity of cells. Also, functionalization of constructs may further boost tissue restoration. Herein we evaluate the feasibility of culturing stromal vascular fraction (SVF) cells with different carriers including commercially available dermal substitutes and provide first steps into functionalization of scaffolds.

Methods:

Human SVF cells isolated by enzymes or mechanical protocols were cultured on alginate and gelatine-based hydrogels and commercially available dermal substitutes for up to 14 days under standard cell culture conditions. The constructs were characterized histologically for cellular ingrowth and vessel-like formation and protein expression. Protein expression in the supernatant was analyzed for total protein concentration and specific growth factors. Finally, functionalization was performed by adding a recombinant regenerative protein named macrophage migration inhibitory factor (MIF)-2.

Results:

Both alginate and gelatine-based hydrogels permitted long term survival of SVF cells in vitro. When cultured with commercially available dermal substitutes, mechanically isolated SVF cells showed limited penetration with no visible vessel-like structure formation. Total protein concentration and VEGF release was high in biologic dermal substitutes. Finally, long-term release of MIF-2 protein required on-top encapsulation in synthetic particles.

Conclusion:

The cultivation of SVF cells in hydrogels shows promising results. In stiff commercial dermal substitutes, by contrast, advanced strategies to increase the ingrowth of cells may be necessary. Also, functionalization by recombinant proteins is possible but demands finely-tuned, protein-specific release carriers.

Einleitung

Das posttraumatische Lymphödem tritt insbesondere bei Patienten mit Weichteiltraumata der unteren Extremität auf. Erste epidemiologische Daten deuten auf eine Prävalenz von bis zu 40% nach Frakturen der unteren Extremität hin. Konträr zum onkologisch bedingten Lymphödem sind die pathophysiologischen Zusammenhänge bis dato weitestgehend ungeklärt. Daten zur Knochenheilung bei Frakturen und eingeschränktem Lymphabfluss liegen ebenfalls nicht vor. Die bereits etablierten Tiermodelle zum Lymphödem basieren auf LK-Exstirpationen bzw. Radiatio, wohingegen ein spezifisches Modell zur Untersuchung des posttraumatischen Lymphödems sowie der Knochenregeneration unbekannt ist.

Methoden

Die insgesamt männlichen und weiblichen 30 Tiere (Fischer Ratten, Charles River) wurden gleichmäßig in drei verschiedene Gruppen eingeteilt. In Gruppe 1 erfolgte die mikrochirurgisch durchgeführte, traumatische Durchtrennung der Lymphgefäße am rechten Oberschenkel des Hinterbeines. Simultan wurde ein 2mm durchmessender ossärer Tibiadefekt zur Beurteilung der Knochenregeneration gesetzt. In Gruppe 2 wurde lediglich eine Durchtrennung der Lmyphgefäße durchgeführt, wohingegen in den Tieren der Gruppe 3 ein ossärer Defekt ohne simultane Lymphgefäßverletzung gesetzt wurde.

Innerhalb der ersten 4 Wochen postoperativ erfolgte die standardisierte Erhebung von Umfangsmaßen und Durchmesser der Unterschenkel sowie die Durchführung einer Volumetrie. Nach 4 Wochen wurden Proben zur histologischen Untersuchung entnommen.

Ergebnisse

Nach 4 Wochen zeigte sich in den Gruppen mit Durchtrennung der Lymphgefäße (Gruppe 1 und 2) eine signifikante Umfangs- und Volumenvermehrung im Vergleich zur gesunden Gegenseite. Ein siginifikanter Unterschied zwsichen diesen Gruppen konnte bei Vorliegen eines Knochendefektees (Gruppe 1) nicht beobachtet werden. In Gruppe 3 (isolierter knöcherner Defekt) konnte eine Umfangs-/Volumenvermehrung ebenfalls nicht detektiert werden.

Diskussion

Mittels traumatischer Durchtrennung der Lymphbahnen konnte erstmalig ein für das posttraumatische Lymphödem spezifisches Tiermodell etabliert werden. Auf Grundlage dessen können nun Untersuchungen zur Pathophysiologie sowie insbesondere zur Knochenregeneration bei gestörtem Lymphabfluss durchgeführt, zudem Studien zur Entwicklung neuer Therapieansätze durchgeführt werden.

Einführung: Adipositas hat mittlerweile und anhaltend einen epidemischen Charakter und ist mit multiplen Folgeerkrankungen assoziiert. Im Rahmen dieser Pilotstudie sollen die Auswirkungen einer Gewichtsreduktion auf molekulargenetischer Ebene im subkutanen Bauchfettgewebe untersucht werden.

Methoden: Patienten/-innen, die sich im Zeitraum 07/21 – 11/22 einem plastisch-chirurgischen Baucheingriff unterzogen, wurden in die Studie eingeschlossen. Entsprechend ihrer anthropometrischen Anamnese wurden diese einer der 3 Gruppen zugeteilt: A) Normalgewichtig (BMI < 27 kg/m²); B) Adipös (BMI > 30 kg/m²); C) Adipös mit konsekutivem Gewichtsverlust (BMI < 30 kg/m² + > 10 Kg Gewichtsreduktion). Intraoperativ wurden pro Patient/-in 6 Fettgewebeproben gewonnen. Nach total-RNA-Sequenzierung der Fettgewebeproben erfolgte die bioinformatische Auswertung mittels SPSS Statistics, der GSEA 4.3.2 Software sowie den Onlineanwendungen Appyter und EnrichR.

Ergebnisse: Bauchfett-Proben von 9 der eingeschlossenen Patienten/-innen in gleicher Gruppenverteilung (7 x w und 2 x m; Ø-Alter: 47.1 ± 12.3 J; Ø-BMI: 28.7 ± 4.5 kg/m²) wurden auf molekulargenetischer Ebene untersucht. Gruppe B wies im Vergleich zur Gruppe A eine Überexpression Interleukin-abhängiger inflammatorischer Prozesse (u.a. IL6) sowie für Hypoxie (u.a. HIF1A) und Adipogenese (u.a. Leptin) zuständige Gene (p < 0.001) auf. Sowohl die inflammatorischen als auch hypoxischen Stoffwechselprozesse waren in der C-Gruppe verglichen mit Gruppe B unterexprimiert (p < 0.001), während mit Adipogenese assoziierte Gene überexprimiert waren (p < 0.001).

Schlussfolgerung:

Im Rahmen dieser Pilotstudie zur Genexpressionsanalyse an Bauchfettproben Patienten/-innen unterschiedlicher Konstitution ließen sich relevante Unterschiede in der Genexpression essentieller molekularer Prozesse in Abhängigkeit vom Ernährungszustand der Patienten/-innen zeigen. Der Nachweis gesteigerter Adipogeneseaktivität in der Gewichtsabnahme-Gruppe gibt Anlass für weitergehende Recherchen.

Chronische Wunden repräsentieren bis dato ein ungelöstes medizinisches Problem mit erheblichen Auswirkungen auf die Lebensqualität der Patienten sowie die globale Gesundheitsversorgung. Obwohl die Ursachen vielfältig sind, spielen ischämisch-hypoxische und inflammatorische Bedingungen eine zentrale Rolle als pathologische Merkmale, die die adäquate Geweberegeneration behindern. Dieser Herausforderung begegnen wir mit dem innovativen Einsatz photosynthetischer Biomaterialien. Unser neuartiger Ansatz strebt die Wiederherstellung des Wundheilungsprozesses an, indem er ein normoxisches, regenerationsförderndes Milieu fördert und die Entzündung durch die Wiederherstellung des Lymphflüssigkeitstransports reduziert.

In dieser Studie haben wir bioartifizielle Gerüste mit photosynthetischen Cyanobakterien (Synechococcus sp. PCC 7002) besiedelt und ihren funktionellen Einsatz in einem bilateralen Vollhautdefekt auf dem Rücken von Mäusen über einen Zeitraum von 7 Tagen getestet. Die photosynthetischen Cyanobakterien ermöglichen bei Beleuchtung eine lokale Sauerstoffversorgung des Gewebes unabhängig von der Blutperfusion. Zusätzlich ermöglicht eine genetische Modifikation die Sekretion von lymphangiogener Hyaluronsäure (HA) in den Wundbereich. Nach 7 Tagen wurden die Scaffolds explantiert und histologisch analysiert. Dabei wurden Zellmigration, Proteinexpression (CD31, LYVE-1, VEGFR3, Ly6G, F4/80) sowie Größe, Gewicht der lymphatischen Organe (Milz, Thymus, axilläre und inguinale Lymphknoten) sowie der Durchmesser der weißen Pulpa der Milz als Marker für eine systemische Immunreaktion verglichen.

Die Ergebnisse zeigen, dass die Besiedelung von bioartifiziellen Gerüsten mit Cyanobakterien erfolgreich war. Nach der Implantation in den billateralen Vollhautdefekt der Maus beobachteten wir keine systemische Immunreaktion gegenüber den Cyanobakterien. Stattdessen zeigte sich nach 7 Tagen eine adhärente vaskularisierte Basalschicht unter den bioaktivierten Scaffolds. Es wurde eine deutlich erhöhte Zellmigration in den bakterienbeladenen Scaffolds festgestellt, begleitet von einer gesteigerten Expression lymphatischer Marker (LYVE-1 und VEGFR3) und endothelialer Marker (CD31). Gleichzeitig stellten wir auch eine erhöhte Expression akuter (Ly6G) und chronischer (F4/80) inflammatorischer Proteine fest.

Zusammenfassend entwickelten wir durch die Integration von Cyanobakterien in dermale Regenerationsmaterialien (DRM) ein lebensfähiges photosynthetisches Gerüst, das die Expression lymphatischer und endothelialer, aber auch inflammatorischer Proteine unter hypoxischen Bedingungen fördert. Die Ergebnisse dieser Studie markieren einen bedeutenden Fortschritt in der Etablierung autotropher Tissue-Engineering-Ansätze und unterstützen den Einsatz photosynthetischer Zellen zur Behandlung eines breiten Spektrums hypoxischer Bedingungen.

Hintergrund Das arteriovenöse Loop (AVL)-Modell ermöglicht die In-vivo-Züchtung von axial vaskularisierten Lappenplastiken. Diese AVL-Lappenplastiken können mikrochirurgisch zur Deckung von Defekten transplantiert werden, verfügen jedoch über kein eigenes Epithel. In früheren Studien wurden Spalthauttransplantate zur Lösung dieses Problems eingesetzt, diese wurden aber nicht adhärent und wurden schließlich nekrotisch. Ziel dieser Studie war es daher, axial vaskularisierte Lappenplastiken mit einem Epithel zu züchten.

Methoden Bei 20 männlichen Lewis-Ratten wurden AVLs etabliert. Am 21. postoperativen Tag erfolgte eine minimalinvasive Injektion von Keratinozyten auf die Oberfläche der AVL-Lappenplastiken. Am 24. und 30. postoperativen Tag wurde bei 12 Ratten das Gewebe explantiert und das Epithel mittels Immunfluoreszenzfärbungen analysiert. Bei sechs Ratten wurde die Lappenplastik am 30. postoperativen Tag lokal transplantiert, um einen kritischen Defekt am Bein der Ratten zu decken und am 40. postoperativen Tag zur histologischen Untersuchung explantiert. Bei zwei Ratten in der Kontrollgruppe wurde Natriumchlorid anstelle von Keratinozyten injiziert. Diese Lappenplastiken wurden ebenfalls am 30. postoperativen Tag transplantiert und am 40. postoperativen Tag explantiert.

Ergebnisse Histologisch zeigte sich drei Tage nach der Keratinozyteninjektion ein lockeres, einschichtiges Epithel auf der Oberfläche der Lappenplastiken, während nach neun Tagen ein mehrschichtiges Epithel zu beobachten war. Das Epithel der transplantierten Lappenplastiken zeigte eine Differenzierung und entsprach in der Schichtung der umgebenden Haut. In der Kontrollgruppe bildete sich kein Epithel.

Schlussfolgerungen In dieser Studie konnten erfolgreich axial vaskularisierte Lappenplastiken mit einem intakten Epithel gezüchtet und zur Defektdeckung in einem Kleintiermodell transplantiert werden.

KardioPlast-Studie: Prävalenz kardiovaskulärer Ereignisse nach autologer Brustrekonstruktion

Mit rund 70.000 Neuerkrankungen jährlich stellen Mammakarzinome die häufigste Tumorerkrankung der Frau in Deutschland dar. Oft zieht die onkologische oder prophylaktische Therapie eine radikale Mastektomie nach sich, welche einer plastischen Rekonstruktion bedarf. Weiterhin erhöht eine Bestrahlung der betroffenen Brust das Risiko für postoperative Wundheilungsstörungen und Kapselfibrosen implantatbasierter Brustrekonstruktionen, was die häufige Notwendigkeit einer autologen Brustrekonstruktion bei Brutkrebspatientinnen mit primär implantatbasierter Brustrekonstruktion bedingt.2 Gleichzeitig sind kardiovaskuläre Erkrankungen die häufigste Todesursache weltweit.3 Neben einer statistischen Überschneidung beider Krankheitsbilder, können sich diese aufgrund ihrer Therapieoptionen konkurrierend gegenüberstehen. Zurückzuführen ist dies auf die zentrale Rolle der Arteria mammaria interna [= internal mammary artery (IMA)], die sowohl als Anschlussgefäß der Lappenplastik im Rahmen der autologen Brustrekonstruktion als auch als Spendergefäß bei koronararteriellen Bypassoperationen den aktuellen operativen Goldstandard bildet.4 Bei der autologen Brustrekonstruktion mit mikrochirurgischem Anschluss des Lappentransplantats an die IMA wird diese distal der Anastomose abgesetzt, was sie in der Regel aufgrund der zu geringen Restlänge als Spendergefäß für zukünftige Bypassoperationen unbrauchbar macht. Sollte bei Patientinnen mit stattgehabter autologer Brustrekonstruktion im weiteren Verlauf ein kardiovaskuläres Ereignis mit Indikation zur koronararteriellen Bypassoperation auftreten, kann die vorangegangene Operation die Therapieoptionen limitieren.Die Prävalenz und Inzidenz von kardiovaskulären Ereignissen sind in diesem Patientenkollektiv bisher unbekannt. Im Rahmen der KardioPlast-Studie soll diese Lücke geschlossen werden, um ein besseres Verständnis für den Zusammenhang zwischen der autologen Brustrekonstruktion und herzchirurgischen Interventionen zu erlangen. Die KardioPlast-Studie wurde 2023 mit dem ersten Platz im Shark-Tank der Deutschen Gesellschaft für Plastische, Rekonstruktive und Ästhetische Chirurgie (DGPRÄC) ausgezeichnet.

Einleitung:

Die Kapsel-Kontraktur nach Brust- Implantat Chirurgie ist eine häufige und unerwünschte Komplikation, die Folgeoperationen nach sich ziehen kann. Studien haben gezeigt, dass es einen Zusammenhang zwischen einer Kapselkontraktur und der bakteriellen Besiedelung von Brust Implantaten geben könnte. Ferner wird ein Zusammenhang von BIA-ALCL und einer bakteriellen Kontamination mit S.epidermidis diskutiert. Antimikrobielle Peptide (AMP) sind kationische, amphiphile Oligo- und Polypeptide, die eine antimikrobielle und häufig antibiotische Wirkung aufweisen. Die Hypothese der Arbeit ist, dass eine AMP Beschichtung von Silikon Implantaten in-vitro zu einer Reduktion der Bakterienlast und somit zu einer Reduktion des Biofilms führen könnte.

Methodik:

Die Biofilmbildung auf dem Oberflächenmaterial von Silikon Implantaten Siltex® wurde nach Kontamination mit verschiedenen Bakterienkulturen evaluiert. Die Anhaftung von Bakterien (2 Stunden) und die Bildung von Biofilmen (24 Stunden) wurden für Staphylococcus epidermidis, Pseudomonas aeruginosa und Ralstonia pickettii mit Hilfe eines CDC-Biofilmreaktors und der Anzahl lebensfähiger Platten (VPCs) sowie konfokaler Laser-Rastermikroskopie untersucht. Die VPCs der mit AMP beschichteten Implantate wurden mit denen der nicht-beschichteten Implantate verglichen.

Ergebnisse:

Insgesamt zeigte die VPC, dass sich auf den nicht-beschichteten Implantaten signifikant mehr Bakterien anlagerten und Biofilme bildeten als auf den mit AMP beschichteten Silikon Implantaten. CSLM bestätigte die Bildung dickerer Biofilme auf den Implantaten ohne AMP Beschichtung.

Schlussfolgerung:

Diese In-vitro-Studie zeigt, dass AMP beschichtete Silikon Implantatoberflächen eine geringere Biofilmbelastung haben als unbeschichtete Oberflächen.

Purpose: Testing materials for their biocompatibility and cytoxocity is mainly carried out in 2D cell cultures or animal models, although both test systems have serious limitations. Co-cultures of keratinocytes and fibroblasts have been used to build 3D skin equivalents as advanced in vitro models for human skin. Our aim was to establish a 3D skin equivalent with an implanted foreign material and to assess the influence of silicone on keratinocytes and fibroblasts.

Methods: Primary human epidermal keratinocytes (HEKp) and human dermal fibroblasts (HDFp) were used together to set up the 3D skin equivalent. Morphology, integrity, differentiation, cytokine production and proliferation were analyzed by using immunohistochemistry and ELISA. After description of the 3D skin equivalent, integrating of the implant into the model follow. Samples from the 3D skin equivalent without and with the silicone implant were studied histologically and immunohistochemically in comparison to native human skin samples. Cytotoxicity was assessed via LDH-assay and cytokine response via ELISA.

Results: Histological assessment of the 3D skin equivalent showed the mimicking of the morphology of the human skin with the presence of four layers: st. corneum, st. granulosum, st. spinosum as well as st. basale in the 3D skin equivalent. HEKp establish intercellular junctions as shown by immunostaining for ZO-1 and VE-Cadherin. The only difference in the 3D skin equivalents with implants was an epidermal thinning. Implanting the silicone samples did not cause more cell death. However, an inflammatory cytokine response was triggered by the implants. Levels of the TNF-α, IL-1α, IL-6, IL-8, IL-33 and MCP-1 in models with implants were significantly increased.

Conclusions: We were able to establish an organotypical 3D skin equivalent with implant, which can be utilised for studies on biocompatibility for a wide range of materials. The first integration of silicone into the dermal layer of a 3D skin equivalent confirmed previous findings on silicone being non-celltoxic, but having a pro-inflammatory effect.

Varia (Experimentelle Chirurgie)