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- URN to cite this document:
- urn:nbn:de:bvb:355-epub-373532
| Item type: | Thesis of the University of Regensburg (PhD) |
|---|---|
| Open Access Type: | Primary Publication |
| Date: | 11 June 2018 |
| Referee: | Prof. Dr. Lothar Färber |
| Date of exam: | 15 March 2018 |
| Institutions: | Chemistry and Pharmacy > Institute of Pharmacy Chemistry and Pharmacy > Institute of Pharmacy > Pharmacology and Toxicology (Prof. Schlossmann, formerly Prof. Seifert) |
| Keywords: | retinopathy of prematurity, VEGF-inhibition, ranibizumab, bevacizumab, aflibercept, miRNA profile, spheroid assay, neurovascular interface, CARE-ROP study, ROP registry, laser coagulation |
| Dewey Decimal Classification: | 500 Science > 500 Natural sciences & mathematics 600 Technology > 610 Medical sciences Medicine 600 Technology > 615 Pharmacy |
| Status: | Published |
| Refereed: | Yes, this version has been refereed |
| Created at the University of Regensburg: | Yes |
| Item ID: | 37353 |
Abstract (German)
Betrachtet man die Erfolge, die mit VEGF-Inhibitoren bei der Behandlung verschiedener vasoproliferativer Erkrankungen, wie der AMD oder dem DMÖ, erreicht wurden, ist es kaum verwunderlich, dass der Einsatz dieser Medikamentenklasse in den letzten Jahren auch bei der Frühgeborenenretinopathie deutlich zugenommen hat. Dennoch ist bis heute noch kein VEGF-Inhibitor für die Therapie dieser ...
Abstract (German)
Betrachtet man die Erfolge, die mit VEGF-Inhibitoren bei der Behandlung verschiedener vasoproliferativer Erkrankungen, wie der AMD oder dem DMÖ, erreicht wurden, ist es kaum verwunderlich, dass der Einsatz dieser Medikamentenklasse in den letzten Jahren auch bei der Frühgeborenenretinopathie deutlich zugenommen hat. Dennoch ist bis heute noch kein VEGF-Inhibitor für die Therapie dieser vasoproliferativen Erkrankung bei Kindern zugelassen.
Ziel dieser Arbeit war es, in mehreren präklinischen und klinischen Teilprojekten wichtige Aspekte zu Sicherheit und Wirksamkeit der VEGF-Inhibition bei der Therapie der Frühgeborenenretinopathie zu untersuchen. Da es sich bei Frühgeborenen um ein sehr vulnerables Patientenkollektiv handelt, ist der Erkenntniszugewinn hier besonders wichtig.
Im präklinischen Teil wurde der Einfluss einer VEGF-Inhibition auf das neuro-vaskuläre Interface sowie das miRNA Expressionsprofil retinaler mikrovaskulärer Endothelzellen untersucht. Dabei wurde das neuro-vaskuläre Interface durch die Interaktion primärer retinaler neuronaler Zellen mit HUVEC Sphäroiden dargestellt und miRNA Profile humaner retinaler mikrovaskulärer Zellen durch Sequenzierung der kleinen nicht codierenden RNA-Sequenzen bestimmt. Die in vitro unterschiedlich exprimierten miRNAs wurden in vivo im Oxygen Induced Retinopathy Modell, welches häufig als Modell der Frühgeborenenretinopathie eingesetzt wird, sowie funktionell in einem Sphäroidassay untersucht.
Es zeigte sich, dass in dem in dieser Arbeit etablierten Modell für das neuro-vaskuläre Interface die neuronalen Zellen proangiogen auf HUVEC Sphäroide wirken, die in vivo Situation diesbezüglich also in das Modell übertragbar war. Die induzierte Sprossung konnte durch VEGF-Inhibition signifikant verringert, jedoch nicht komplett auf Basalniveau gesenkt werden, was für die Anwesenheit weiterer angiogener Faktoren neben VEGF-A in der Ko-Kultur spricht. Die Untersuchung des miRNA Profils von HRMVECs zeigte, dass der größte Unterschied im Expressionsprofil zwischen Hungerbedingung und der angiogenen Stimulation zu sehen war, während die Anwesenheit der verschiedenen verwendeten VEGF-Inhibitoren keine relevanten Veränderung bewirkte. Die Ergebnisse aus den in vitro Versuchen der Endothelzellkulturen ließen sich nicht eins zu eins auf die in vivo Situation übertragen. Vielmehr finden in vivo wesentlich komplexere Vorgänge statt, die in vitro nur in Ausschnitten modelliert werden können.
Im klinischen Teil wurde der Status Quo der Behandlung der Frühgeborenenretinopathie in Deutschland anhand von Registerdaten analysiert. Des Weiteren wurde im Rahmen dieser Arbeit die klinische, interventionelle Studie CARE-ROP, in der zwei verschiedene Dosierungen des VEGF-Inhibitors Ranibizumab untersucht wurden, konzipiert und betreut. Da im Rahmen dieser Studie unter anderem die Beeinflussung der systemischen VEGF-Spiegel überprüft wurde, wurde außerdem ein Projekt zur Etablierung einer validen VEGF-Messmethodik durchgeführt. Die Ergebnisse des klinischen Teils zeigen, dass auch in Deutschland während der letzten Jahre die Behandlung der Frühgeborenenretinopathie mittels VEGF-Inhibition zugenommen hat, wobei in allen im Register erfassten Fällen die halbe Erwachsenendosis eingesetzt wurde. Eine wichtige Beobachtung aus den Registerdaten war, dass eine Behandlung der Frühgeborenenretinopathie mit VEGF-Inhibitoren zu deutlich späteren Rezidiven führen kann als dies bei der Laserkoagulation der Fall ist. Auch in der CARE-ROP Studie zeigte sich, dass bei Kindern, die ein Rezidiv der behandlungsbedürftigen Frühgeborenenretinopathie zeigten, dieses im Mittel ca. 10 Wochen nach der initialen Behandlung auftrat (die laserbehandelten Kinder, die im Register ein Rezidiv zeigten, benötigten nach 3,8 Wochen eine erneute Behandlung). Aus der CARE-ROP Studie wurden in dieser Arbeit nur die Sicherheitsdaten der ersten 13 Patienten ausgewertet, wobei kein Aspekt aufgefallen war, der zu einem Abbruch eines Studienarms oder der ganzen Studie geführt hätte. Nach diesen Daten konnte man davon ausgehen, dass beide in der Studie verwendeten Dosierungen wirksam sind.
Die Ergebnisse dieser Arbeit haben somit gezeigt, dass VEGF-Inhibitoren in vitro einen signifikanten Einfluss auf das neuro-vaskuläre Interface der Netzhaut haben, das miRNA Profil von HRMVECs durch die Anwesenheit von VEGF-Inhibitoren jedoch nicht beeinflusst wird. Diese Aspekte bedürfen sicherlich weiterer Untersuchungen, beruhigen jedoch auch teilweise, besonders vor dem Aspekt, dass in Deutschland immer mehr VEGF-Inhibitoren zur Behandlung der Frühgeborenenretinopathie eingesetzt werden. Klinisch sprachen bei der Zwischenauswertung der CARE-ROP Studie keine Sicherheitsaspekte gegen die beiden in der Studie untersuchten Dosierungen des VEGF-Inhibitors Ranibizumab zur Behandlung der Frühgeborenenretinopathie. Allerdings müssen die Endauswertung sowie die Langzeit Ergebnisse der CARE-ROP Studie abgewartet werden, um Wirksamkeit und Sicherheit der Studiendaten abschließend bewerten zu können.
Translation of the abstract (English)
Considering the successes achieved with VEGF inhibitors in the treatment of diverse vasoproliferative disorders, such as AMD or DME, it is hardly surprising that these drugs have been used increasingly in the treatment of retinopathy of prematurity in recent years. However, until today no VEGF inhibitor has been approved for the treatment of this vasoproliferative disorder in ...
Translation of the abstract (English)
Considering the successes achieved with VEGF inhibitors in the treatment of diverse vasoproliferative disorders, such as AMD or DME, it is hardly surprising that these drugs have been used increasingly in the treatment of retinopathy of prematurity in recent years. However, until today no VEGF inhibitor has been approved for the treatment of this vasoproliferative disorder in children.
Therefore, the aim of this work was to investigate different important aspects regarding safety and efficacy of VEGF-inhibitors in the treatment of retinopathy of prematurity by the conduction of several pre-clinical and clinical projects. Since premature babies are very vulnerable patients, gaining insights is of particular importance in this field.
In the preclinical part, the influence of VEGF inhibition on the neurovascular interface as well as on the expression of the miRNA profile of retinal microvascular endothelial cells was investigated. Thereby the neurovascular interface was constituted by the interaction of primary retinal neuronal cells with HUVEC spheroids, the miRNA profiles of human retinal microvascular cells were determined by sequencing the small non-coding RNA sequences. The miRNAs that were expressed differentially in vitro, were also investigated in vivo in the oxygen induced retinopathy model, which is often used as a model for retinopathy of prematurity, as well as in a spheroid assay.
In the model for the neurovascular interface established in this thesis, the neuronal cells acted pro-angiogenic on HUVEC spheroids, which means that the in vivo situation could be transferred into the model. VEGF inhibition resulted in a significantly reduction of the sprouting induced by the neuronal cells, though it was no reduction down to the basal level, which suggests the presence of additional angiogenic factors in the co-culture besides VEGF-A. Examination of the miRNA profile of HRMVECs revealed that the difference between the expression profile after starvation and angiogenic stimulation was the greatest, while the presence of the various VEGF inhibitors did not cause any significant changes. The results from the in vitro experiments of the endothelial cell cultures could not be transferred one to one to the in vivo situation. Rather, much more complex processes take place in vivo, which can only partly be modeled in vitro.
In the clinical part, the status quo of the treatment of retinopathy of prematurity in Germany was analyzed using registry data. Additionally, the clinical interventional study CARE-ROP, in which two different dosages of the VEGF inhibitor ranibizumab were investigated, was designed and supervised within this thesis. As one part of this study was to measure the influence of the VEGF inhibitor on the systemic VEGF levels, a project to establish a valid method for VEGF measurement had been carried out. The results of the clinical part show that VEGF inhibitors have been used increasingly for the treatment of retinopathy of prematurity in Germany in recent years. All cases that have been documented within the registry were treated with half the adult dose. An important result from the registry data was that treatment of retinopathy of prematurity with VEGF inhibitors can lead to significantly later recurrences than with laser photocoagulation. Also in the CARE-ROP study, the recurrence of retinopathy requiring treatment occurred on average approximately 10 weeks after the initial treatment (re-treatment in the laser-treated children in the registry occurred after 3,8 weeks). Only the safety data from the first 13 patients from the CARE-ROP study, were evaluated in this thesis. No aspect was noticed that would have led to a discontinuation of a study arm or the entire study. According to these data, it could be assumed that both dosages used in the study are effective.
The results of this work have thus shown that in vitro VEGF inhibitors have a significant influence on the retinal neuro-vascular interface, but the miRNA profile of HRMVECs is not affected by the presence of VEGF inhibitors. These aspects certainly require further investigation, but they are also reassuring, especially with regard to the fact that in Germany VEGF inhibitors are being used more and more to treat retinopathy of prematurity. In the interim analysis of the CARE-ROP study, there were no safety aspects against the two doses of the VEGF inhibitor ranibizumab for the treatment of retinopathy of prematurity examined in the study. However, the final results as well as the long-term results of the CARE-ROP study have to be waited for in order to be able to finally evaluate the efficacy and safety of the study data.
Metadata last modified: 25 Nov 2020 15:42
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