Stressassoziierte epigenetische Veränderungen bei Neugeborenen nach einer fetalen Operation

HINTERGRUND UND ZIELE:

Die offene Spina bifida oder Myelomeningozele (MMC) ist ein verheerender angeborener Defekt des zentralen Nervensystems, für den es keine Heilung gibt. Die Ätiologie von MMC ist nach wie vor kaum verstanden. Das primäre Versagen des Verschlusses des Neuralrohrs an der kaudalen Neuropore in der Embryonalperiode führt dazu, dass das sich entwickelnde Rückenmark der uterinen Umgebung ausgesetzt wird. Ohne schützende Gewebeabdeckung kann es während der Schwangerschaft zu einer sekundären Zerstörung des freigelegten Nervengewebes durch Trauma oder Fruchtwasser kommen. Um das Rückenmark vor dieser sekundären Zerstörung zu schützen, kann zwischen der 20. und 26. Schwangerschaftswoche eine fetale chirurgische Wiederherstellung durchgeführt werden.

Aus psychologischer Sicht stellt die fetale Reparatur von MMC sowohl für die Mutter als auch für den Fötus ein äußerst belastendes Ereignis dar. Bisher wurde jedoch die Belastung von Müttern und Kindern im Falle einer pränatalen Operation zur MMC-Reparatur nie untersucht. Es ist daher unklar, ob und inwieweit der Eingriff und seine Folgen mit Stress verbunden sind und ob es kurz- oder längerfristige Folgen gibt.

Die Ziele dieser Studie sind dreifach:

1. Zeigen Neugeborene nach fetaler MMC-Operation epigenetische Veränderungen in Genen, die an der Stressregulation beteiligt sind?
2. Mit welchen medizinischen und psychosozialen Variablen sind epigenetische Veränderungen verbunden?
3. Haben Säuglinge nach einer fetalen Operation im Alter von 3 Monaten ein schwierigeres Temperament im Vergleich zu Kontrollen?

METHODEN:

Stichprobe: Die Studie umfasst Neugeborene nach fetaler MMC-Operation am Universitätsspital Zürich und zwei Kontrollgruppen. Eine umfasst gesunde Neugeborene und eine andere umfasst Neugeborene nach pränataler Exposition gegenüber synthetischen Glukokortikoiden (sGC) in der Schwangerschaft. Jede Gruppe soll n=30 Neugeborene umfassen (d. h. Gesamtzahl der Studienteilnehmer: n=90).

Rekrutierung und Verfahren: Die Rekrutierung erfolgt an der Universitäts-Kinderklinik und am Universitätsspital Zürich und wird fortgesetzt, bis die erforderliche Stichprobengrösse erreicht ist. Für jeden MMC-Patienten wird eine sekundäre Rekrutierung eines Kontrollkindes für Gruppe 2 und 3 durchgeführt (abgestimmt auf das Geschlecht des Kindes). Die Eltern aller Studiengruppen werden nach Prüfung der Ein- und Ausschlusskriterien vom zuständigen Studienpersonal angesprochen. Sie werden mündlich über das Studium informiert und erhalten das Studieninformationsschreiben (siehe Anlage). Die Eltern werden nach >24 Stunden erneut von Angesicht zu Angesicht oder telefonisch vom Studienpersonal kontaktiert, um gegebenenfalls Fragen zu beantworten. Wenn die Eltern der Teilnahme an der Studie zustimmen, stellen sie die unterschriebene schriftliche Einwilligungserklärung (siehe Anlage) zur Verfügung. Nach Einschluss in die Studie werden die Eltern etwa 24-36 Stunden nach der Geburt erneut im Krankenhaus vom Studienpersonal kontaktiert, um die Entnahme der Speichelproben nochmals zu erklären. Die Speichelproben werden dann zwischen 24 und 72 Stunden nach der Geburt gesammelt. Sechs Wochen und drei Monate nach der Geburt erhalten die Eltern die Studienfragebögen per Post und werden gebeten, diese innerhalb einer Woche auszufüllen und zurückzusenden. Wenn die Fragebögen nach 10 Tagen nicht eingehen, wird das Studienpersonal die Eltern telefonisch kontaktieren, um sie sanft zu erinnern. Eltern werden für die Teilnahme an der Studie nicht finanziell entschädigt.

Gesammelte Daten:

-) Die DNA- und RNA-Probenentnahme des Kindes findet zwischen 24 und 72 Lebensstunden während des Krankenhausaufenthalts durch geschultes Personal des Forschungsprojekts statt. Um DNA und RNA zu erhalten, wird Speichel mit speziellen Schwammgeräten gesammelt, die für die Verwendung bei Säuglingen entwickelt wurden, die nicht selbstständig spucken können.

Für DNA wird 2x ORAcollect für Pädiatrie (OC-175; DNA Genotek Inc) verwendet, um Speichel zu sammeln, um genügend DNA-Probe zu erhalten.

Für RNA werden 2x Speichelsammelgeräte für die Pädiatrie (CP-190; DNA Genotek Inc) verwendet, um Speichel zu sammeln, um genügend RNA-Probe von den Neugeborenen zu erhalten.

• Medizinische Daten: a) Kind: Gestationsalter bei der Geburt; Geschlecht; Geburtslänge und Perzentil; Geburtsgewicht und Perzentil; Kopfumfang bei Geburt und Perzentil; Apgar-Score; Nabelarterie pH und Laktat; mit Mekonium gefärbtes Fruchtwasser; Gestationsalter bei fetaler Operation; Zeitpunkt und Dauer der fötalen Operation; Lagerung des Fötus erforderlich; Transfer in die Neonatologie (Gruppe 2 und 3). b) Mutter: Alter der Mutter; Parität; Gestationsalter bei Glukokortikoidbehandlung; Behandlung vorzeitiger Wehen; Medikamente während der Schwangerschaft; Chirurgie und perinatale Variablen; Geschichte in Bezug auf Rauchen, Alkohol, Nikotin, Marihuana, andere illegale Drogen; Indikation für ECS (Gruppe 2 und 3).
• Psychosoziale Daten: Folgende Variablen sollen von Müttern durch standardisierte und validierte Fragebögen erhoben werden: Geburtsland (Eltern, Großeltern); Sozioökonomischer Status, mütterliche und elterliche Bildung; aktuelle Berufssituation (nein, Teilzeit, Vollzeit); mütterliche und väterliche Traumaanamnese (Childhood Trauma Questionnaire - Short Form from Bernstein & Fink, 1998; Karos et al. 2014); signifikante Lebensereignisse während der Schwangerschaft (Life Event Scale von Landolt & Vollrath, 1998); mütterlicher und väterlicher subjektiver Stress während der Schwangerschaft (Perceived Stress Scale PSS-10 von Cohen, Kamarck, & Mermelstein (1983) und Klein et al. (2016); mütterliche und väterliche psychische Gesundheit sowohl retrospektiv während der Schwangerschaft als auch aktuell zu den Erhebungszeitpunkten nach der Geburt : Angst und Depression anhand von zwei Modulen des Patient Health Questionnaire PHQ von Spitzer, Kroenke & Williams (1999), Posttraumatische Belastungsstörung anhand des International Trauma Questionnaire ITQ (Cloitre et al., 2018) und das kindliche Temperament von mittels des Infant Behaviour Questionnaire IBQ – Very Short Form von Rothbart (1981). Alle Maßnahmen sind standardisiert und in validierten deutschen Versionen verfügbar.

Statistische Analysen: Ziel 1 wird mit ANCOVAs untersucht, um die Gesamtmethylierung/Genexpression (mRNA-Level) für die untersuchten Genregionen über die 3 Gruppen hinweg zu vergleichen. Die Korrelation zwischen Methylierungsgrad und Genexpression wird untersucht, wobei davon ausgegangen wird, dass Hypermethylierung eine reduzierte Genexpression induziert und umgekehrt.

Ziel 2 wird durch (partielle) Korrelationsanalysen zwischen Prädiktorvariablen und Gesamtmethylierung untersucht. Bei Vorliegen der Voraussetzungen werden multivariate Analysen durchgeführt.

Ziel 3 wird mit ANCOVAs untersucht, die die IBQ-Ergebnisse der drei Gruppen vergleichen.

Die Daten werden vor der Analyse nicht transformiert. Wenn die Daten die Anforderungen für die ausgewählten statistischen Tests nicht erfüllen, werden modifizierte Tests (z. One-Way-Testing) oder entsprechende Tests (z. nichtparametrische Methoden) verwendet werden.

Die statistische Auswertung erfolgt entweder mit dem Programm Statistical Package for Social Sciences (SPSS, Version 25) oder dem Statistikprogramm R. Die statistische Signifikanz wird auf ein Signifikanzniveau von α= <.05 gesetzt.

Stichprobenumfang: Gemäß einer Power-Analyse-Berechnung mit dem Programm G*Power 3.1 (Faul, Erdfelder, Buchner & Lang, 2009) ist der erforderliche Stichprobenumfang für eine ANCOVA mit 3 Gruppen eine Effektstärke von d=0,4 (kleiner Effekt ) und eine Potenz von 0,90 ist n=84.