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Zytokinanalyse bei Patienten mit altersabhängiger Makuladegeneration und bei Patienten mit diabetischem Makulaödem unter Anti-VEGF-Therapie

Viebahn, Ulrike Christina


Originalveröffentlichung: (2013) Gießen : VVB Laufersweiler
Zum Volltext im pdf-Format: Dokument 1.pdf (3.723 KB)


Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:hebis:26-opus-105092
URL: http://geb.uni-giessen.de/geb/volltexte/2014/10509/

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Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Institut für Veterinär-Anatomie, -Histologie und Embryologie
Fachgebiet: Veterinärmedizin
DDC-Sachgruppe: Landwirtschaft
Dokumentart: Dissertation
Zeitschrift, Serie: Edition scientifique
ISBN / ISSN: 978-3-8359-6096-1
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 19.11.2013
Erstellungsjahr: 2013
Publikationsdatum: 02.01.2014
Kurzfassung auf Deutsch: In der Behandlung retinaler Erkrankungen, die mit Neovaskularisationen einhergehen, haben intravitreal applizierte Anti-VEGF-Medikamente eine große Bedeutung gewonnen. Der vaskuläre endotheliale Wachstumsfaktor VEGF-A ist einer der hauptsächlichen Regulatoren der Angiogenese und führt zu einer Erhöhung der Gefäßpermeabilität. Als VEGF-Inhibitor im okulären Bereich ist Ranibizumab, ein rekombinantes humanisiertes monoklonales Antikörperfragment, das eine hohe Affinität für alle VEGF-A-Isoformen aufweist, zugelassen. Es wird hauptsächlich bei der altersabhängigen Makuladegeneration (AMD) und dem diabetischen Makulaödem (DME) intravitreal verabreicht.
Die AMD ist die häufigste Erblindungsursache für Menschen über 65 Jahren in den Industrienationen. Die Erkrankung tritt in der sogenannten „trockenen“ Form und in der exsudativen Form auf, die durch die Bildung neuer Gefäße (choroidale Neovaskularisationen) und der sich anschließenden Bildung von Ödemen im Bereich der Makula charakterisiert ist. Neben genetischer Prädisposition und Nikotingenuss sind die Ursachen und die genaue Pathogenese der Erkrankung noch nicht abschließend geklärt.
Das DME tritt im Rahmen der diabetischen Retinopathie auf. Die diabetische Retinopathie gilt als häufigste Erblindungsursache in jungen Jahren in den Industrienationen und stellt eine Folge von Diabetes-mellitus-Erkrankungen dar. Makulaödeme können unbehandelt zur Erblindung führen.
Auch wenn sich das Interesse in der Behandlung der exsudativen AMD und des DME fast ausschließlich auf VEGF konzentriert, könnten doch andere Wachstumsfaktoren und Zytokine die Erkrankungen mit beeinflussen. In der vorliegenden Arbeit wurde daher untersucht, welche Zytokine vor Therapiebeginn im Kammerwasser nachgewiesen werden können, wie sich die Zytokine im Therapieverlauf verändern, und es wurde der Frage nachgegangen, ob der Therapieerfolg vom Zytokin-Milieu abhängt.
Dazu wurden VEGF-Spiegel und weitere Zytokine, die inflammatorisch, angiogen oder zelladhäsiv wirken (Endostatin, fibroblast growth factor-acidic (FGF-a), placental growth factor (PlGF), platelet derived growth factor (PDGF)-AA, Thrombospondin (THBS)-2, Angiogenin, Interleukin-1-β, Interleukin-4, Interleukin-6, Interleukin-8, Interleukin-10, Interleukin-17, Tumornekrosefaktor (TNF)- , Interferon (IFN)-γ, monocyte chemoattractant protein (MCP)-1, vascular cell adhesion molecule (VCAM)-1, intercellular adhesion molecule (ICAM)-1, C-reaktives Protein (CRP)), in Vorderkammerproben von 54 AMD-Patienten und 16 Patienten mit DME vor und während der Therapie mit Ranibizumab gemessen. Zusätzlich wurden Plasmaproben untersucht, um die systemische Ebene zu betrachten, und es wurden alle Parameter mit denen einer gesunden Kontrollgruppe, die sich einer Katararkt-Operation unterzog, verglichen. Erstmalig wurden hier diese Daten im Rahmen einer Langzeittherapie über einen Zeitraum von drei Jahren erhoben. Dank der Luminex®-Technologie konnten alle oben genannten Faktoren in den limitierten Patientenproben simultan und quantitativ in den zum Teil sehr kleinen Probenvolumina bestimmt werden.
Bei den AMD-Patienten ergaben die Messungen, dass durch die Therapie mit Ranibizumab eine sichere Suppression von VEGF in der Vorderkammerflüssigkeit für die Dauer von 28 Tagen erreicht wird. In der Langzeitanwendung von Ranibizumab konnten keine Anzeichen für Gewöhnung oder Toleranz beobachtet werden. Während der Suppression traten keine Rezidive auf. Trotz VEGF-Suppression wurden allerdings persistierende Ödeme diagnostiziert. Zudem waren die VEGF-Werte in der Vorderkammer im Vergleich zur Kontrolle nicht erhöht, sodass allein anhand der VEGF-Werte eine aktive AMD und choroidale Neovaskularisationen (CNV) nicht erkannt werden können. Diese Beobachtungen weisen darauf hin, dass zusätzliche Faktoren neben VEGF an der Pathogenese beteiligt sein müssen. Entsprechend konnten signifikant erhöhte Level von IL-6, IL-8, MCP-1, ICAM-1 und VCAM-1 in den Vorderkammerproben und von IL-8 und CRP in den Plasmaproben nachgewiesen werden.
Bei den Patienten mit DME konnte ebenfalls eine sichere Suppression von VEGF in der Vorderkammerflüssigkeit durch die Ranibizumab-Therapie für die Dauer von 28 Tagen festgestellt werden. Während bei den Plasmaproben im Vergleich zur Kontrolle keine Unterschiede festgestellt werden konnten, wurden in den Vorderkammerproben neben einer Erhöhung von VEGF erhöhte Spiegel von IL-8, MCP-1 und VCAM-1 gemessen. Es scheinen somit auch in der Pathogenese des DME weitere Zytokine neben VEGF eine Rolle zu spielen.
Die Spiegel dieser Zytokine wurden durch die Anti-VEGF-Therapie bei beiden Patientengruppen nicht verändert. Daher sollten in der Behandlung der Erkrankungen auch Inhibitoren anderer Zytokine Berücksichtigung erfahren, um auch Patienten, die beispielsweise unter persistierenden Ödemen leiden und von einer alleinigen Anti-VEGF-Behandlung bislang nicht profitieren konnten, helfen zu können. Die AMD und das DME müssen als chronische, systemische und entzündliche Erkrankungen angesehen werden, deren Pathogenese multifaktoriell ist.
Kurzfassung auf Englisch: Intravitreal injections of anti-VEGF drugs play an important role in the treatment of retinal diseases which are associated with neovascularization. Vascular endothelial growth factor-A (VEGF-A) is a key regulator of angiogenesis and increases vascular permeability. The recombinant human monoclonal antibody fragment Ranibizumab, which has a high affinity for all VEGF-A-isoforms, is approved as an ocular VEGF-inhibitor. Ranibizumab is especially used for intravitreal injections in age-related macular degeneration (AMD) and diabetic macular edema (DME).
AMD is the leading cause of blindness in the developed countries in people over 65 years of age. This disease occurs in a dry form and in an exudative form characterized by newly formed vessels (choroidal neovascularizations) and edemas in the macula.
DME often develops in the course of diabetic retinopathy. Diabetic retinopathy is the major cause of blindness in industrial nations in young people and is a consequence of diabetes mellitus. Macular edema can lead to blindness when untreated.
Although the interest in the therapy of AMD and DME is mainly focused on VEGF other growth factors and cytokines could also affect these diseases. Thus the current study analyzes which cytokines could be detected before treatment, how they change during treatment and if therapeutic success is dependent on cytokine environment.
Therefore VEGF levels and inflammatory, angiogenic and adhesion cytokines (i.e. endostatin, fibroblast growth factor acidic (FGF-a), placental growth factor (PlGF), platelet derived growth factor (PDGF)-AA, thrombospondin (THBS)-2, angiogenin, interleukin-1β, interleukin-4, interleukin-6, interleukin-8, interleukin-10, interleukin-17, tumour necrosis faktor (TNF)- , interferon (IFN)-γ, monocyte chemoattractant protein (MCP)-1, vascular cell adhesion molecule (VCAM)-1, intercellular adhesion molecule (ICAM)-1, C-reactive protein (CRP)) were measured in the aqueous humor of 54 AMD patients and 16 DME patients before and during therapy with ranibizumab as well as in plasma samples in order to determine systemic levels. All parameters were compared to a healthy control group undergoing cataract surgery. This analysis shows for the first time data generated over a long time period of three years. Using the luminex technology for analysis allowed quantitative and simultaneous measurement of all cytokines even for low volumes of samples.
Data obtained from AMD-patients showed that intravitreal ranibizumab injections lead to VEGF suppression that lasts for 28 days. There were no signs of addiction or tolerance to ranibizumab even after long-term treatment. Recurrences were not detected during VEGF suppression. However, despite complete VEGF suppression several patients were diagnosed with persistent edema. In addition, VEGF levels were not increased in aqueous humor samples of AMD patients leading to the conclusion that VEGF levels alone cannot be used to identify active AMD or choroidal neovascularizations (CNV). These observations lead to the assumption that factors other than VEGF may play a role in the pathogenesis. According to this hypothesis significantly elevated levels of IL-6, IL-8, MCP-1, ICAM-1 and VCAM-1 could be detected in aqueous humor samples and levels of IL-8 and CRP were increased in plasma samples.
Patients suffering from DME showed the same duration of VEGF suppression of 28 days following ranibizumab treatment. While plasma samples showed no differences, aqueous humors samples revealed increased levels of VEGF and IL-8, MCP-1 and VCAM-1. Thus, also other cytokines apart from VEGF seem to play a role in the pathogenesis of DME. However, the levels of these other cytokines were not affected by anti-VEGF-therapy in both patient groups.
Concluding from these observations inhibitors of other cytokines than VEGF should be taken into consideration in order to help patients who could not benefit from anti-VEGF-therapy yet. AMD and DME must be seen as chronic systemic and inflammatory diseases with multifactorial pathogenesis.
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