Untersuchungen zum vaskulären endothelialen Wachstumsfaktor im Rahmen von Gestationsdiabetes

Abstract

Die schwangerschaftsspezifische Erkrankung Gestationsdiabetes mellitus (GDM) zählt zu den am häufigsten auftretenden Komplikationen in der Schwangerschaft. Bei GDM liegt eine Dysfunktion des Endothels vor und die Komplikation geht mit einer veränderten Angiogenese und Vaskularisierung der Plazenta einher. Der vaskuläre endotheliale Wachstumsfaktor (VEGF) ist einer der hauptverantwortlichen Faktoren für die Vaskulo- und Angiogenese. Während der Schwangerschaft und der plazentaren Entwicklung ist diese von entscheidender Bedeutung und das Zustandekommen einer erfolgreichen Schwangerschaft setzt eine funktionierende Interaktion zwischen maternalem und fetalem Gewebe voraus. Diese ist nur bei adäquater Vaskularisierung der Plazenta möglich. Die vorliegende Arbeit untersucht den Wachstumsfaktor VEGF im Rahmen von GDM. VEGF besitzt mehrere Isoformen, wobei der Spleißvariante VEGF165b eine antiangiogene Eigenschaft zugesprochen wird. Störungen in der Expression des Wachstumsfaktors könnten eine bei GDM auftretende Angiopathie und eine veränderte fetale Entwicklung erklären. Außerdem sollte in dieser Dissertation untersucht werden inwiefern die Methodik (Wahl des Probenmaterials, Messzeitpunkt) der Konzentrationsbestimmung von VEGF einen Einfluss auf das Ergebnis hat. Für die Studie wurden insgesamt Blutproben von 133 Frauen untersucht, darunter 100 gesunde nicht schwangere Frauen, 18 gesunde schwangere Frauen sowie 15 Frauen mit GDM. Mittels ELISA wurde im Blut der Patientinnen die Konzentration von VEGF A und deren Spleißvariante VEGF165b gemessen. Dies fand insgesamt zu sieben definierten Zeitpunkten während der Schwangerschaft und drei Mal post partum statt. Außerdem wurden 40 Plazentaproben aus Schwangerschaften mit GDM immunhistochemisch auf die Expression von VEGF A und VEGF165b untersucht und mit 40 gesunden Kontrollen verglichen. Die Untersuchung der Konzentrationen von VEGF (VEGF A und VEGF165b) ergab signifikant unterschiedliche Ergebnisse zwischen Serum und Plasma. Zwar konnte nicht durchgehend ein einheitliches Ergebnis gewonnen werden, ob die Messung aus Serum oder Plasma höhere Werte liefert, aber es steht fest, dass das verwendete Medium einen Einfluss auf die VEGF-Konzentration ausübt. Aufgrund möglicherweise verfälschter Ergebnisse in Serummessungen, die auf die Freisetzung von gespeichertem VEGF aus Thrombozyten während der Blutgerinnung zurückzuführen sind, sollten Konzentrationsbestimmungen des Wachstumsfaktors aus Plasma erfolgen. Dabei konnte in dieser Studie gezeigt werden, dass auch die Art des Plasmas das Ergebnis der VEGF-Konzentration beeinflusst. Außerdem übt auch der Messzeitpunkt Einfluss auf das Ergebnis aus. Um VEGF-Werte im Verlauf einer Schwangerschaft miteinander vergleichen zu können, muss darauf geachtet werden, dass die Konzentrationsmessung bzw. der Zeitpunkt der Probennahme zum gleichen Schwangerschaftszeitpunkt stattfand. Zwischen den Gruppen Gesunde Schwangere und Schwangere mit GDM konnten Unterschiede in der Konzentration von VEGF A und VEGF165b ermittelt werden, die jedoch nicht signifikant waren. Es wird angenommen, dass weitere angiogenetische Faktoren innerhalb einer multifaktoriellen Entwicklung der Plazenta für die veränderte plazentare Angiogenese und Vaskularisierung bei GDM verantwortlich sind. Postpartal zeigen die Konzentrationen von VEGF A und von VEGF165b eine Annäherung zwischen den Gruppen. Dies könnte für eine Normalisierung des Stoffwechsels nach GDM sprechen und ist ein weiterer Aspekt im Modell, dass es sich bei einer Schwangerschaft um einen Stresstest für den Kohlenhydratstoffwechsel des maternalen Organismus handelt. Analog dazu zeigt sich im Krankheitsbild der Präeklampsie eine Stresssituation für Blutdruck und Nieren, deren pathogenetische Faktoren sich ebenfalls nach Entbindung zu revidieren scheinen. Beide Entitäten haben jedoch ein erhöhtes Risiko des Wiederauftretens mit fortschreitendem Lebensalter oder erneuter Schwangerschaft, so dass eine intensivere internistische Nachsorge dringend erforderlich ist. In der immunhistochemischen Auswertung der Plazentaschnitte konnte kein signifikanter Unterschied in der Expression von VEGF A und VEGF165b zwischen gesunden Plazenten und denen aus Schwangerschaften mit GDM gesehen werden. Diese Beobachtung steht im Einklang zu den erhobenen Daten aus den Blutuntersuchungen mittels ELISA, die keinen signifikanten Unterschied der VEGF-Konzentration im peripheren Blut zwischen gesunden Schwangeren und Schwangeren mit GDM zeigten. Die Fallzahl der präsentierten Studie ist zu gering, um endgültige Aussagen treffen zu können. Es wäre wünschenswert die Repräsentativität der Ergebnisse an größeren Kollektiven zu überprüfen. Für die veterinärmedizinische Forschung wäre es sinnvoll, ein Modelltier auf ähnliche Parameter wie in der vorliegenden Studie zu untersuchen. Da auch Hunde an GDM erkranken können, würde sich die Untersuchung dieser Spezies anbieten. Dabei ist die Fragestellung interessant, ob ein Analogieschluss zwischen Mensch und Tier gezogen werden kann. The pregnancy-specific illness gestational diabetes mellitus (GDM) is among the most common complications to arise during a pregnancy. In GDM cases there is an endothelium disorder, and the complication is accompanied by a change of angiogenesis and vascularization of the placenta. The vascular endothelial growth factor (VEGF) is one of the main factors responsible for vasculo- and angiogenesis. It is of critical importance during pregnancy and placental development, and achieving a successful pregnancy depends on a functioning interaction between maternal and fetal tissue. This paper examines the growth factor VEGF in connection with GDM. VEGF comprises several isoforms, though the splice variant VEGF165b is considered to have an antiangiogenic characteristic. Disruptions in the expression of the growth factor may explain angiopathy that arises in cases of GDM and altered fetal development. In addition to that, this dissertation examines the degree to which the methods (choice of sample material, time of measurement) for determining concentration of VEGF may affect the result. Blood samples from a total of 133 women were examined for the study, including 100 healthy non-pregnant women, 18 healthy pregnant women and 15 women with GDM. Using ELISA, the concentrations of VEGF A and its splice variant VEGF165b in the patients´ blood were measured. This took place at a total of seven defined points in time during the pregnancy and three times post partum. In addition to that, 40 placenta samples from pregnancies with GDM were examined immunohistochemically for the expression of VEGF A and VEGF165b and compared with 40 healthy controls. The examination of concentrations of VEGF (VEGF A and VEGF165b) resulted in significantly different findings between serum and plasma. Though it was not possible to consistently achieve a uniform result as to whether the measurement of serum or plasma provided higher values, it is clear that the medium used does affect the VEGF concentration. Because of possibly distorted results in serum measurements due to the release of stored VEGF from thrombocytes during blood clotting, the concentration of the growth factor should be determined using plasma. That said, it was possible to demonstrate in this study that plasma type also influences the VEGF concentration result. In addition, the time of measuring also affects results. In order to be able to compare VEGF values over the course of a pregnancy, it must be ensured that the concentration measurements and the point of time at which samples are taken occur at the same time during the pregnancy. Differences in the concentration of VEGF A and VEGF165b could be ascertained between the groups "healthy pregnant women" and "pregnant women with GDM", but they were not significant. It is assumed that additional angiogenic factors within a multi-factor development of the placenta are responsible for the altered placental angiogenesis and vascularization in cases of GDM. Postpartally the concentrations of VEGF A and of VEGF165b show a convergence of the two groups. This could indicate a normalization of the metabolism after GDM and is an additional aspect of the model in which a pregnancy is a "stress test" for the metabolism of carbohydrates in the maternal organism. Analogously, the symptoms of preeclempsia indicate a stress situation for blood pressure and kidneys whose pathogenic factors also appear to revise after childbirth. Both entities, however, have an increased risk of recurrence with advanced age or subsequent pregnancy, urgently necessitating more intensive internistic follow-up care. In the immunohistochemical analysis of placenta samples, no significant difference in the expression of VEGF A and VEGF165b could be ascertained between healthy placentas and those from pregnancies with GDM. This observation matches the data obtained from the blood examinations using ELISA which showed no significant difference of VEGF concentrations in peripheral blood between healthy pregnant women and pregnant women with GDM. The number of cases in the study presented is too low to make conclusive observations. It would be desirable to test the representativeness of the results on larger collectives. For veterinary medical research, it would be sensible to examine a model animal for similar parameters as in this study. Because dogs can contract GDM, an examination of this species would suggest itself. Here it would be interesting to find out whether a conclusion by analogy could be drawn between humans and animals.