Die Bedeutung des VEGF 405 G>C Polymorphismus beim Ductusverschluss sehr unreifer Frühgeborener

Abstract

In der Neonatalmedizin wird heutzutage hauptsächlich versucht, die Therapiestrategien dahingehend zu verändern, dass sie zu einem verbesserten Langzeitüberleben von sehr unreifen Frühgeborenen beitragen. Der postnatale Verschluss des DA verläuft in zwei Phasen. Nach dem funktionellen Verschluss innerhalb der ersten 72 Lebensstunden folgt der dauerhafte anatomische Umbau zum Ligamentum arteriosum. Ist ein nach dem 3. Lebenstag noch offener sogenannter persistierender DA (PDA) hämodynamisch signifikant (hsPDA), so wird in der Regel eine medikamentöse Therapie mit Cyclooxygenase (COX)-Hemmern eingeleitet oder bei deren Versagen eine chirurgische Ligatur durchgeführt. Der Hypoxie-abhängig regulierte Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) ist essentieller Mediator für den zellulären Umbau des Ductus. Das Wissen um das Vorliegen eines VEGF-Polymorphismus könnte somit dazu beitragen, die Ductustherapie bei Very low birth weight (VLBW)-Kindern zu optimieren. Ziel dieser Arbeit ist es daher, die Bedeutung des VEGF 405 G>C Polymorphismus im Rahmen des Ductusverschlusses bei VLBW-Kindern zu untersuchen. Hierzu wird laborexperimentell Desoxyribonukleinsäure aus Screening-Filterkarten von VLBW- Frühgeborenen mit und ohne PDA isoliert und mittels Polymerase-Kettenreaktion und Restriktionsfragmentlängen-polymorphismus der VEGF 405 G>C Polymorphismus detektiert. Insgesamt wurden im Rahmen dieser Arbeit 1053 VLBW-Kinder, hierunter 295 VLBW-Kinder mit hsPDA, auf den VEGF 405 G>C Polymorphismus untersucht. In unserer Studienpopulation lag die Allelfrequenz des mutierten Gens bei 77,7%. Die Inzidenz des PDA bei VLBW-Kindern mit und ohne VEGF- Polymorphismus zeigt keinen statistischen Unterschied. Die Betrachtung des Polymorphismuseinflusses auf den COX-Hemmer Therpieerfolg zeigt lediglich eine Tendenz. Homozygote Allelträger sind häufiger Therpieversager bei Erhalt einer Ibuprofentherapie zum Ductusverschluss: 38% der Ibuprofen-Responder sind Allelträger des homozygot mutierten Allels, bei den Non-Respondern 54%. Zudem beobachteten wir eine ebenso hohe Rate an Wiederöffnungen des initial mit Ibuprofen erfolgreich verschlossenen Ductus bei homozygoten Allelträgern des Polymorphismus. In der Ibuprofen-Gruppe benötigte nahezu die Hälfte der Kinder mehr als zwei Therapiezyklen. Mehr als ein Drittel der Kinder, die Indometacin zum Ductusverschluss erhielten, reagierten bereits nach einem Zyklus erfolgreich. VLBW-Kinder, die mehr als einen Zyklus Indometacin benötigten, waren zu 93% Allelträger des VEGF-Polymorphismus (93% vs. 77%). Weitere bedeutsame Faktoren für ein Versagen der COX-Hemmer waren ein niedrigeres Geburtsgewicht und Gestationsalter der Frühgeborenen. Insgesamt erkrankten Non-Responder häufiger an einer Frühgeborenenretinopathie und einer bronchopulmonalen Dysplasie als Responder. Abschließend zeigen unsere Ergebnisse, dass es in unserem großen VLBW-Kollektiv weder zwischen dem Auftreten eines hsPDA, noch zwischen dem Ansprechen auf die COX-Hemmer- Therapie und dem Nachweis des VEGF 405 G>C Polymorphismus einen Zusammenhang gibt. Dennoch wäre es sinnvoll, den Zusammenhang des VEGF-Polymorphismus und der VEGF- sowie der VEGF-Rezeptor-Expression in weiteren Studien in vitro und in vivo genauer zu untersuchen.

The main aim of neonatal medicine today is to change current therapeutic strategies to achieve better long-term survival of very immature preterm infants. Immaturity can result in the failed closure of the Ductus arteriosus. The postnatal closure of the DA consists of two phases: Functional closure in the first 72 hours of life is followed by the permanent anatomical conversion to the ligamentum arteriosum. In the case of a hemodynamically significant persisting ductus arteriosus (hsPDA), drug therapy with Cyclooxygenase (COX) inhibitors is initiated. Surgical PDA ligation is considered after failed COX inhibitor therapy. Hypoxia-dependent regulated Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) is an essential mediator for the cellular remodeling. Awareness of the presence of VEGF polymorphism could contribute to optimizing ductus therapy for very low birth weight VLBW infants. The goal of this study was to explore the role of VEGF 405 G>C polymorphism during the closure of the DA in very low birth weight (VLBW) infants. For this purpose, desoxyribunucleic acid was isolated from blood samples from screening cards of VLBW newborns with and without PDA, and was amplified using polymerase chain reaction to detect VEGF 405 G>C polymorphism by the restriction fragment length polymorphism. In this study, a total 1053 VLBW infants, hereunder 295 infants with an hsPDA, were tested for VEGF 405 G>C polymorphism. The results indicate that the allele frequency of the mutated allele in our study population is 77.7%. There is no statistical difference in the incidence between VLBW infants with and without VEGF polymorphism. The influence of VEGF polymorphism on the success of COX- inhibitor therapy only revealed a trend. Infants with a homozygote allele are more often non-responders to ductus therapy with ibuprofen: 38% of ibuprofen responders have a homozygote allele, while the prevalence among ibuprofen non- responders is 54%. Moreover, a higher rate of reopening after initial successful treatment with ibuprofen was observed with a homozygote allele. Half of all infants in the ibuprofen group needed more than two cycles. One third of infants who received indomethacin therapy responded successfully after the first cycle. Of the VLBW infants who needed more than one cycle, 93% carried a polymorphic allele (93% vs. 77%). Higher gestational age and birth weight were more relevant factors indicating responsiveness to COX-inhibitor. Overall, non-responders suffer more frequent from retinopathy of prematurity and bronchopulmonary dysplasia than responders. Finally, our results indicate that there is no link in our large study population between VEGF 405 G>C polymorphism and the occurrence of either hsPDA, or the response to COX- inhibitor treatment. Thus additional in vitro and in vivo studies to determine the role of VEGF polymorphism on VEGF expression and its VEGF receptors seem necessary.