Long-Term Outcome of the Fetal Adrenal Gland Transplantation in Rats

Abstract

Three experimental groups have been constructed to evaluate the long-term outcome of fetal adrenal transplantation in rats. In Group 1 (n = 10), rats underwent bilateral adrenalectomy. In Group 2 (n = 10), rats underwent a sham procedure which included flank incision and arterial canulization. In Group 3 (n = 20), a left adrenalectomy was performed followed immediately by transplantation of a fetal adrenal graft into the greater omentum and marked with a prolene suture (Stage 1). One year later, the right adrenal gland of the recipient was removed followed by a determination of the fetal adrenal graft function (Stage 2). Graft function was evaluated by measuring ACTH and corticosterone levels; and a histological examination of the transplanted fetal adrenal gland was obtained at autopsy.

In Group 1, all the rats died within first 8 hours, following bilateral adrenalectomy. In Group 2, and Group 3, all rats survived after Stage 1 operation. During the Stage 2 operation, it was observed that three rats (15%) had neither fetal adrenal transplant nor prolene suture, seven rats (35%) had a well vascularized and developed fetal adrenal graft and a prolene suture. There was no visible fetal adrenal graft but the prolene suture was present in the remaining rats (50%) in Group 3. After removal of the right adrenal gland (6 and 12 hours later), the mean plasma level of ACTH increased with a decline in mean serum corticosterone level in Group 3 compared to the sham-operated animals (p < 0.001). In spite of visible, and viable transplants, all rats died within 48 hours following Stage 2 operation. The mean weight of the fetal adrenal transplant showed a sixteen-fold increase compared to the initial weight (p < 0.001) and histological examination showed all 3 zones of adrenal cortex, but there were no medullary cells noted.

Although the transplanted fetal adrenal grafts survived, their hormonal function was not enough to maintain host viability. Based on these results it is concluded that, insufficiency of the transplanted fetal adrenal gland may be secondary to either graft rejection or suppression of the transplanted tissue by the functional recipient adrenal despite the fetal adrenal transplant survival.

Zusammenfassung

Um die Langzeitüberlebensrate von Nebennierentransplantationen bei Ratten zu überprüfen, wurden experimentell 3 Gruppen von Tieren gebildet.

Gruppe 1 (n = 10) wurde einer bilateralen Adrenalektomie unterzogen. Bei Gruppe 2 (n = 10) wurde lediglich ein Flankenschnitt und eine arterielle Kanelürung durchgeführt (Vergleichskollektiv) . In Gruppe 3 (n = 20) wurde eine linksseitige Adrenalektomie vorgenommen und unmittelbar anschließend eine Transplantation der fetalen Nebenniere in das Omentum majus, wo das Organ mit einer Prolenenaht fixiert wurde. Ein Jahr später wurde die rechte Nebenniere desselben Tieres entfernt, um die Funktion der transplantierten Nebenniere zu überprüfen. Die Funktion wurde durch Messung des ACTH der Kortikosteroide überprüft. Darüber hinaus wurde eine histologische Untersuchung der transplantierten Drüse vorgenommen.

Ergebnisse: Die Tiere der Gruppe 1 verstarben alle innerhalb von 8 Stunden nach der bilateralen Adrenalektomie. Die Tiere der Gruppen 2 und 3 überlebten den ersten Schritt der Operation. Bei der Relaparotomie nach einem Jahr hingegen konnten bei 3 Tieren (15 %) weder Nebennierentransplantate noch ein Prolenefaden beobachtet werden. Sieben Tiere (35 %) zeigten gut durchblutete Nebennierentransplantate. Hier war auch die Prolenenaht nachweisbar. Bei 50 % der Tiere war ebenfalls das Nebennierentransplantat nicht nachweisbar, hingegen der Prolenefaden noch erkennbar. 6-12 Stunden nach Entfernung der rechten Nebenniere stieg der durchschnittliche Plasma-ACTH-Spiegel bei gleichzeitigem Abfall des Serumkortikosteroidspiegels gegenüber dem Vergleichskollektiv signifikant an (p < 0.001). Gleichgültig ob die Transplantate erkennbar waren oder nicht, verstarben alle Tiere innerhalb von 48 Stunden nach dem Zweiteingriff.

Schlußfolgerung: Die Transplantation von Nebennierenrindengewebe in das Omentum majus führt nur teilweise zu einem Überleben der Transplantate. Obgleich einige Transplantate angingen, war ihre hormonelle Leistung zu gering, um ein Überleben der Tiere zu gewährleisten. Die Ursache hierfür liegt mutmaßlich in einer Abstoßung mit vollständiger Resorption des transplantierten Nebennierengewebes. Auch embryonales Gewebe läßt sich daher nicht ohne weiteres transplantieren.

Key words

Transplantation - Adrenal grafts - Fetal - Rat - Long-term outcome

Schlüsselwörter

Transplantation der Nebenniere - Embryonales Gewebe - Tierversuche