Moleküle im Blut und Urin können helfen, PH bei Kindern mit angeborenem Herzfehl

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5-HIAA und IGF-1 zeigen in einer Studie an Babys Potenzial als „zuverlässige“ BiomarkerZwei Moleküle, 5-Hydroxyindolessigsäure (5-HIAA) und insulinähnlicher Wachstumsfaktor 1 (IGF-1), zeigten anhand ihrer Konzentrationen in untersuchten Blut- und Urinproben im Rahmen einer Studie das Potenzial zur Frühdiagnose von  pulmonaler Hypertonie    bei Kindern mit angeborenen Herzfehlern. 5-HIAA ist das Hauptprodukt des Abbaus von Serotonin, einem Signalmolekül, das den Gefäßtonus – den Grad der Blutgefäßverengung – reguliert, während IGF-1 Berichten zufolge die Erweiterung der Blutgefäße und das Überleben der Herzmuskelzellen beeinflusst.„Unsere Forschung unterstreicht die bedeutende Rolle des Serotoninsystems und von IGF-1 bei der Entwicklung von pulmonaler Hypertonie (PH) bei Kindern. Unsere Daten zeigen starke Verbindungen zwischen diesen Substanzen und PH, was auf ihr Potenzial als Biomarker für Diagnose und Vorhersage hindeutet“, schrieben die Forscher.Die Studie „  Identifying Key Biomarkers in Pediatric Pulmonary Hypertension: An Investigative Approach  “ wurde in der Zeitschrift MDPI veröffentlicht .


 Die Diagnose einer pulmonalen Hypertonie bei Kleinkindern kann schwierig seinPH ist durch hohen Blutdruck in den Lungenarterien gekennzeichnet, den Blutgefäßen, die die Lunge versorgen. Infolgedessen muss die rechte Herzkammer härter arbeiten, um Blut durch die Lunge zu pumpen, und wird zunehmend größer und geschwächt. Die Krankheit ist außerdem eine häufige Komplikation angeborener Herzfehler (CHD) – Geburtsfehler, die die Herzfunktion beeinträchtigen. Eine frühzeitige Erkennung und Behandlung von PH kann die Ergebnisse deutlich verbessern und das Risiko von Komplikationen verringern, aber  die Diagnose von PH  kann bei kleinen Kindern besonders schwierig sein.„Biomarker, die Veränderungen in der Struktur und Funktion der Lungengefäße, endotheliale Dysfunktion und Umbauprozesse im Herzmuskel widerspiegeln“, seien erforderlich, schrieben die Forscher, alle aus Kasachstan. Das Endothel ist die Zellschicht, die das Innere der Blutgefäße auskleidet; Umbau bezieht sich auf Veränderungen in der Struktur und Anordnung der Blutgefäße. Wissenschaftler analysierten das Potenzial von 5-HIAA und IGF-1 – gemessen im Blut und Urin – als Biomarker für die Diagnose, Überwachung und Prognose von PH, kompliziert durch angeborene Herzkrankheit (KHK). Proben wurden von 46 Säuglingen mit PH und KHK mit einem Durchschnittsalter von 8,5 Wochen und 24 gesunden Säuglingen (im Durchschnittsalter 8 Wochen) gesammelt, die als Kontrollgruppe dienten.Plasma (flüssiger Bestandteil des Blutes), Blutplättchen (Zellfragmente, die Gerinnsel bilden, um Blutungen zu stoppen) sowie die Urinwerte von 5-HIAA und IGF-1 wurden in beiden Gruppen analysiert.Die 5-HIAA-Werte waren im Plasma der Patienten deutlich niedriger, im Urin jedoch höher als in der Kontrollgruppe, berichteten die Forscher. Bei den Blutplättchen konnten zwischen den beiden Gruppen keine Unterschiede festgestellt werden. Das Thrombozyten-Plasma-Verhältnis von 5-HIAA war bei den Patienten signifikant höher, während das 5-HIAA-Verhältnis zwischen Plasma und Urin „sogar noch signifikanter reduziert“ war, fügten sie hinzu.„Mögliche Störungen im Serotonin- und IGF-1-Stoffwechsel bei PH-Patienten“ festgestelltUm die diagnostische Relevanz von 5-HIAA zu ermitteln, berechneten die Forscher die Fläche unterhalb der ROC-Kurve (AUC), die verwendet wird, um zu bestimmen, wie gut ein Maß zwischen zwei Gruppen unterscheiden kann. Höhere Werte weisen auf eine bessere Unterscheidungsfähigkeit hin.Konkret ermittelten sie die AUC von 5-HIAA anhand des Kreatininspiegels im Urin, wobei ein Grenzwert von 3 Nanogramm (ng)/Mol Kreatinin zur Unterscheidung zwischen Patienten und Kontrollpersonen festgelegt wurde. Kreatinin ist ein Abfallprodukt der Proteinverdauung und des normalen Abbaus von Muskelgewebe. In diesen Proben betrug die AUC für 5-HIAA 0,871 mit hoher Spezifität (79,3 %; die Fähigkeit des Tests, eine Person mit PH korrekt zu identifizieren) und Sensitivität (80 %; die Fähigkeit, eine Person ohne PH korrekt zu identifizieren). Dies weise auf eine hohe Testgenauigkeit hin, stellten die Wissenschaftler fest.Weder das Thrombozyten-zu-Plasma- noch das Plasma-zu-Urin-Verhältnis von 5-HIAA waren bei der Erkennung von PH den Urinwerten überlegen.Sowohl die Plasmaspiegel von IGF-1 als auch sein Plasma-Thrombozyten-Verhältnis waren bei Kindern mit PH und angeborener Herzkrankheit signifikant reduziert.„Unsere Daten zeigten auch veränderte Indizes, die das Gleichgewicht zwischen Plasma- und Thrombozyten-5-HIAA und IGF-1 widerspiegeln und mögliche Störungen des Serotonin- und IGF-1-Stoffwechsels bei PH-Patienten hervorheben“, schrieben die Forscher.Das IGF-1-Plasma/Thrombozyten-Verhältnis hatte eine AUC von 0,929, mit hoher Spezifität (85,7 %) und Sensitivität (95 %). Darüber hinaus waren sowohl der positive Vorhersagewert (der Prozentsatz der Patienten, bei denen nach einem positiven Screening PH diagnostiziert wurde) als auch der negative Vorhersagewert (diejenigen, bei denen nach einem negativen Test keine PH diagnostiziert wurde) hoch.„Dies macht es zu einem zuverlässigen Diagnoseinstrument“, schrieben die Forscher.„5-HIAA- und IGF-1-Werte korrelieren gut mit PH, was ihren diagnostischen Wert für die frühe PH-Erkennung bei Kindern mit angeborenem Herzfehler unterstreicht“, schlussfolgerten die Forscher. Allerdings „sind weitere Studien an größeren Patientenpopulationen erforderlich, um diese Rollen zu bestätigen und ihre Wechselwirkungen mit anderen Molekülen zu untersuchen.“