Die Rolle des CYP2C8*3-Polymorphismus beim Ductusverschluss sehr unreifer Frühgeborener

Abstract

Der Ductus arteriosus (DA) stellt beim ungeborenen Kind eine Gefäßverbindung zwischen der Aorta und dem Truncus pulmonalis dar. Über diese Verbindung wird intrauterin aufgrund der herrschenden Druckverhältnisse der fetale Lungenkreislauf umgangen. Bereits pränatal beginnen Umbauprozesse den späteren Verschluss des Ductus arteriosus vorzubereiten. Physiologischerweise verschließt sich dieser postnatal durch verschiedene Mechanismen in den ersten 72 Lebensstunden. Beim Frühgeborenen kann es durch eine Unreife der Verschlussmechanismen zu einem über diesen Zeitraum hinaus persistierenden Ductus arteriosus (PDA) kommen, der zu weiteren Komplikationen führen kann. In diesem Fall wird bei hämodynamisch signifikantem PDA (hsPDA) versucht, durch eine medikamentöse Therapie mit Cyclooxygenase(COX)-Hemmern, oder bei deren Versagen chirurgisch, den Ductusverschluss herbeizuführen. Polymorphismen im CYP2C8-Enzym bewirken eine Veränderung der Metabolisierung von Medikamenten, die über das Cytochrom P450-System abgebaut werden, wie zum Beispiel die COX- Hemmer. Das Ziel dieser Studie war es, herauszufinden, ob das Vorliegen des CYP2C8*3 Polymorphismus einen Einfluss auf das Auftreten eines hsPDA hat und ob dieser Polymorphismus auch den Erfolg einer COX-Hemmer-Therapie beeinflusst. Hierzu wurde Desoxyribonucleinsäure (DNA) von Guthrie- Filterkarten, die im Rahmen des Stoffwechselscreenings asserviert worden waren, isoliert und mittels Polymerase-Kettenreaktion (PCR) amplifiziert. Daraufhin wurde mit Hilfe von Restriktionsenzymen das so entstandene DNA- Produkt an einer vorgegebenen Stelle geschnitten. Das etwaige Vorliegen eines Restriktionsfragmentlängenpolymorphismus (RFLP) wurde dann nach Trennung der DNA-Fragmente per Gelelektrophorese mit Ethidiumbromid unter Ultraviolett(UV)-Licht sichtbar gemacht. Insgesamt wurden 864 Very low birth weight(VLBW)-Frühgeborene, darunter 218 Kinder mit therapiebedürftigem hsPDA, auf den CYP2C8*3-Polymorphismus untersucht. Es zeigte sich bei diesen 218 Kindern, dass die Allelfrequenz des mutierten Allels mit 15,6% signifikant höher war als bei der Gesamtpopulation, in der sie nur 10,3% betrug. Diese Beobachtung lässt einen Zusammenhang des CYP2C8*3-Polymorphismus mit dem Auftreten eines hsPDA vermuten. Weitere Betrachtungen ergaben allerdings keinen statistisch signifikanten Zusammenhang zwischen Therapieerfolg der COX- Hemmer-Therapie und Auftreten des CYP2C8*3-Polymorphismus: 5,3% der Responder tragen 4 mutierte Allele, bei den Non-Respondern sind es nur 1,2%. Als bedeutsame Faktoren für den Erfolg der COX-Hemmer-Therapie konnten in dieser Studie ein höheres Gestationsalter und Geburtsgewicht festgestellt werden. Zudem leiden die Non-Responder signifikant häufiger an einer Frühgeborenenretinopathie (ROP) und einer bronchopulmonalen Dysplasie (BPD). Abschließend kann man sagen, dass ein Zusammenhang zwischen dem CYP2C8*3-Polymorphismus und dem Auftreten eines hsPDA durch diese Studie erhärtet wurde, wohingegen ein Zusammenhang mit dem Ansprechen auf die COX- Hemmer-Therapie nicht bestätigt werden konnte. Aus diesem Grund erscheint es sinnvoll, weitere Untersuchungen bezüglich möglicher Einflussfaktoren fortzuführen.

The Ductus arteriosus (DA) of the unborn child constitutes a vascular connection between the aorta and the pulmonary trunk during fetal life. It allows the blood to bypass the pulmonary circulation. Prenatal structural changes of the DA begin in preparation of its postnatal closure and obliteration. Physiologically, DA closure occurs within the first 72 hours of life. In preterm newborns, immaturity of the closure mechanisms can lead to a persisting ductus arteriosus (PDA) beyond this point of life. In this case, an attempt at closing a hemodynamically significant PDA (hsPDA) can be made by treating the preterm with COX (Cyclooxygensase)-inhibitors, such as ibuprofen or indomethacin. Today, surgical PDA ligation is a rescue therapy for those infants in whom COX-inhibitor treatment failed to close the duct. Polymorphisms in the CYP2C8-enzyme can lead to altered metabolizing patterns of drugs metabolized by the cytochrome P450 system, e.g. COX-inhibitors. The goal of this study was to find out, if the appearance of the CYP2C8*3-polymorphism has an influence on the frequency of a hsPDA and if this polymorphism alters the response to COX-inhibitor-therapy. For this purpose, DNA was isolated from blood samples on Guthrie-filter cards, which had been taken beforehand during newborn screening tests, and was amplified using polymerase chain reaction (PCR). The generated DNA-product was attempted to be separated at a specific site by the restriction enzymes. The potential restriction fragment length polymorphism (RFLP) was made visible via ethidium bromide under UV-light after separating the DNA-segments by using gel electrophoresis. Altogether, 864 VLBW-preterm infants, among which 218 infants had a hsPDA, were tested for the CYP2C8*3-polymorphism. The latter group showed a significantly higher allele frequency of the mutated allele (15,6%) than the whole study population (10,3%). In light of this observation, a link between the CYP2C8*3-polymorphism and the occurrence of a hsPDA seems possible. Further observations showed no significant connection between the response to COX-inhibitor-therapy and the CYP2C8*3-polymorphism: 5,3% of the responders to COX-inhibitor therapy carry four mutated alleles and 1,2% of the non-responders. In this study, the only relevant factors indicating responsiveness to COX-inhibitor-therapy were higher gestational age and birth weight. Interestingly, among non-responders rethinopathy of prematurity (ROP) and bronchopulmonary dysplasia (BPD) occur significantly more often. In conclusion, a correlation between the CYP2C8*3-polymorphism and the occurrence of a hsPDA seems likely, although an impact on the response to COX-inhibitor- treatment cannot be confirmed. Therefore, it seems to be necessary to continue further studies regarding this subject.