Die biologische Grundlage der Hernienbildung

Der Zwerchfellbruch ist ein häufiges medizinisches Problem, das durch das Herausragen der Baucheingeweide direkt durch (95 % der Fälle) oder angrenzend (5 % der Fälle) an den Hiatus oesophageus gekennzeichnet ist. Personen, die an diesen sogenannten Hiatushernien und paraösophagealen Hernien leiden, erfahren Symptome wie Regurgitation, Sodbrennen, frühes Sättigungsgefühl und in extremen Fällen eine Beeinträchtigung der Atemwege oder viszerale Strangulation und Ischämie. Sofern es sich nicht um einen kleinen Bruch handelt, sind diese Symptome im Allgemeinen therapieresistent und erfordern eine chirurgische Korrektur, wobei jedes Jahr in den Vereinigten Staaten etwa 40.000 Antirefluxoperationen durchgeführt werden. Das Hernienreparaturverfahren, das entweder laparoskopisch oder offen durchgeführt werden kann, umfasst die Reposition der intrathorakalen Eingeweide zurück in die Bauchhöhle und den Verschluss des Zwerchfelldefekts. Im Allgemeinen kann dieser Verschluss der Hernie primär erreicht werden, indem ein nicht resorbierbares Nahtmaterial verwendet wird, um die Ränder des Defekts zu approximieren. Leider ist die Rezidivrate für diese Art der Reparatur unannehmbar hoch und liegt zwischen 10 und 40 %. Darüber hinaus können im Fall einer besonders großen Hernie die Ränder des Defekts zu weit voneinander entfernt sein, um primär zusammengebracht zu werden, was die Verwendung anderer Strategien wie entspannender Schnitte oder Patches zum Überbrücken der Lücke erforderlich macht. Obwohl die genauen Rezidivraten dieser komplexen Reparaturen nicht klar sind, wird erwartet, dass sie noch höher sind als bei primär verschließbaren Zwerchfellhernien.

Die genetischen und biologischen Faktoren, die Individuen für die Bildung von Hernien prädisponieren, sind nicht gut verstanden. Mehrere kleinere Serien haben vorgeschlagen, dass die Bildung von ventralen und Leistenhernien auf eine Schwäche der Bauchdecke zurückzuführen sein könnte, möglicherweise sekundär zu Defekten in der Kollagenablagerung und im Stoffwechsel. Bestimmte Studien haben höhere Verhältnisse von Typ-III-Kollagen (unreif) zu Typ-I-Kollagen (reif) sowohl auf Protein- als auch auf mRNA-Ebene bei Patienten mit Bauchhernien im Vergleich zu solchen ohne gezeigt. Darüber hinaus deuten andere Berichte darauf hin, dass diese Unterschiede in den Spiegeln von reifem Kollagen auf zugrunde liegende Unterschiede in der Expression bestimmter Matrix-Metalloproteinasen (MMPs) zurückzuführen sein könnten, die größtenteils für die Umgestaltung von Kollagen verantwortlich sind. Es wurde gezeigt, dass die MMPs -1, -2, -3, -9 und -13 bei Bindegewebsverletzungen hochreguliert sind, und Veränderungen sowohl in MMP-2 als auch in fibrillärem Kollagen können die normale Wundheilung beeinträchtigen. Außerdem beschreiben Bellon et. Al. haben eine Überexpression von MMP-2 in Fibroblasten bei Patienten mit direkten Leistenbrüchen gezeigt, und Zhengs Gruppe entdeckte eine MMP-13-Überexpression in Gewebeproben von Patienten mit rezidivierenden Leistenbrüchen. Bisher haben sich keine Studien mit der Rolle von Kollagenablagerung und MMPs bei der Entstehung von Hiatushernien und paraösophagealen Hernien befasst. Vorläufige Arbeiten an unserer Einrichtung haben jedoch eine mehr als 50%ige Verringerung des Elastingehalts der phrenoösophagealen und gasrohepatischen Bänder ("PEL" bzw. "GHL") bei Patienten mit Hiatushernie im Vergleich zu Patienten ohne Hernie gezeigt. Zusätzlich zeigten die elastischen Fasern in PEL und GHL trotz des Fehlens einer sichtbaren Entzündungsreaktion häufig Fragmentierung und Verzerrung. (J.A. Curci und N.J. Soper, unveröffentlichte Ergebnisse) Nichtsdestotrotz haben weder unsere frühen Arbeiten noch eine der Studien von externen Institutionen Möglichkeiten zum Screening von Patienten (z. B. durch Blutentnahmen) untersucht, um diejenigen mit einem höheren Risiko für das Auftreten einer solchen Hernie zu erkennen. Derzeit werden neue MMP-hemmende Medikamente als Methoden untersucht, um möglicherweise die Entwicklung anderer MMP-abhängiger Erkrankungen wie Bauchaortenaneurysma (AAA) zu blockieren oder zu verlangsamen. Wenn in diesem Sinne Patienten mit einer genetischen/biologischen Veranlagung zur Hernienbildung leicht identifiziert werden könnten, dann stellt dies einen potenziellen Punkt für eine medizinische Intervention dar, um eine zukünftige Hernienentwicklung zu verhindern.

Forschungsverfahren:

Patienten, die in die Studie aufgenommen werden, sind Standardüberweisungen an unsere Gruppe von Hausärzten oder anderen Spezialisten, die der Meinung sind, dass eine chirurgische Korrektur eines Zwerchfellbruchs oder einer Achalasie erforderlich ist. Darüber hinaus werden Patienten, die für eine Gewichtsreduktionsoperation an unsere Praxis überwiesen werden, ebenfalls für die Aufnahme in Betracht gezogen.

Die Zustimmung zur Teilnahme an der Studie erfolgt zum Zeitpunkt der Zustimmung zum chirurgischen Eingriff und wird vom PI und anderen behandelnden Chirurgen innerhalb der Gruppe für minimalinvasive Chirurgie eingeholt. Dies geschieht einige Tage bis Wochen vor der geplanten Operation in der Praxis/Klinik des Chirurgen oder im Krankenhaus, wenn es sich bei dem Patienten um eine hausinterne Konsultation handelt.

Nach dem Einwilligungsverfahren werden die Patienten entsprechend entweder der Studien- oder der Kontrollgruppe zugeordnet. Zum Zeitpunkt der Operation (Hernienreparatur, bariatrischer Eingriff oder Ösophagusmyotomie) wird eine 30-ml-Venenblutprobe entnommen und für spätere Tests und Analysen aufbewahrt. Das entsprechende chirurgische Standardverfahren wird dann gemäß dem chirurgischen Begleiturteil durchgeführt, jedoch wird während der Operation ein kleines (ca. 1 cm2) Stück Gewebe aus jeder der 3 anatomischen Stellen entnommen: 1) dem linken Crus Zwerchfell, 2) die PEL und 3) die GHL. Nach der Entnahme aus dem Abdomen werden diese Gewebeproben in 2 Teile geteilt, um sie für spätere weitere Untersuchungen beiseite zu legen.

Diese herausgeschnittenen Proben stellen im Vergleich zur Gesamtgröße der Zwerchfellschenkel und der umgebenden Bandansätze eine winzige Gewebemenge dar, und es ist nicht zu erwarten, dass ihre Entfernung irgendwelche vorhersehbaren Probleme für den Patienten verursacht. Tatsächlich erfordert die Reparation einer Hiatushernie häufig die Dissektion viel größerer Unterschenkel- und Bindegewebsstücke als diese, um eine vollständige Reposition der abdominalen Eingeweide aus der Brust heraus und einen anschließenden Verschluss des Herniendefekts zu erreichen. Nach der Entnahme dieser kleinen Gewebeproben werden die Hernienreparatur, Ösophagusmyotomie oder Magenbypass/Banding auf standardmäßige Weise abgeschlossen.

Einschlusskriterien: Jeder Patient, der sich einer paraösophagealen Hernienoperation, Ösophagusmyotomie, einem laparoskopischen Magenbypass oder einem laparoskopischen verstellbaren Magenband unterzieht.

Ausschlusskriterien: Schwangere, Minderjährige, Gefangene