Der Einfluss von frühem versus spätem fetalem Trachealverschluss auf Lungenwachstum und Morphologie. Ein Nitrofen-Rattenmodell für die kongenitale Zwerchfellhernie

Fragestellung: Die kongenitale Zwerchfellhernie (KZH) ist mit Lungenhypoplasie und pulmonaler Hypertension assoziiert. Ein pränataler Verschluss der Trachea (TV) fördert das Lungenwachstum und die Ausbildung physiologischer Gefäß- und Atemwegsstrukturen im Tierexperiment. Der TV kann innerhalb unterschiedlicher Phasen der Lungenentwicklung durchgeführt werden, die jeweiligen Effekte wurden bisher nur wenig untersucht. Diese Studie beschreibt den Einfluss von frühem (d19, pseudoglandulär-cannalikuläre Phase) im Vergleich zu spätem (d20, cannalikuläre Phase) TV in einem Nitrofen-Rattenmodell für KZH.

Methode: Wistar Ratten wurden innerhalb eines 1h-Intervalls gepaart und Nitrofen am d9 der Schwangerschaft verabreicht. Am d19 bzw. 20 wurde der fetale TV durchgeführt. Als Kontrollen dienten sham- und nicht-operierte Feten. Am d21 wurden die Ratten euthanasiert. Nur Feten mit einer linksseitigen KZH wurden in die weitere Analyse eingeschlossen. Pro Gruppe wurden mindestens 6 Feten untersucht. Die statistische Auswertung erfolgte mittels t-Test und Bonferroni Korrektur.

Ergebnisse: Die Lungengewicht/Körpergewicht-Ratio war in beiden TV-Gruppen verglichen mit den Kontrollen signifikant erhöht. Die d19-TV-Gruppe wies dabei signifikant höhere Werte auf als die d20-TV-Gruppe. Diese Ergebnisse wurden mittels Ki-67 RT-qPCR bestätigt. Media- und Adventitia-Durchmesser (%MD,%AD) der Pulmonalarterien waren bei den d19-TV-Feten verglichen mit Kontrollen durchgehend reduziert. In der d20-TV-Gruppe war ein Effekt nur innerhalb kleiner und mittelgroßer Gefäße zu sehen. Dabei war der%MD in allen Arterien der d19-TV-Gruppe signifikant geringer verglichen mit den d20-TV-Feten. Die Morphologie der Atemwege wurde in beiden TV-Gruppen gleichermaßen günstig beeinflusst.

Schlussfolgerung: Unsere Studie bestätigt ein vermehrtes Lungenwachstum sowie die Reduktion abnormaler Gefäß- und Atemwegsmorphologie als Folge eines pränatalen TV in einem Nitrofen-Rattenmodell für die KZH. Die Effekte sind dabei ausgeprägter nach frühem (d19) im Vergleich zu spätem TV (d20). Unsere Ergebnisse unterstützen daher das Konzept eines frühen TV zur fetalen KZH-Therapie beim Menschen.