Universität zu Köln

Daka, Aldo (2025). Die Bedeutung zellfreier DNA als prognostischer Marker bei kardiochirurgischen Risikopatienten für die späte akute Nierenschädigung. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

Diese Studie befasst sich mit der prognostischen Bedeutung zellfreier DNA nach Bypassoperationen am Herzen unter Einsatz der Herzlungenmaschine im Zusammenhang mit akuter Nierenschädigung (AKI). Durch den Einsatz einer Herzlungenmaschine werden sowohl physiologische Mechanismen beeinflusst als auch das Immunsystem aktiviert, was zu einer systemischen Inflammation mit Aktivierung von unter anderem neutrophilen Granulozyten führt. Neutrophile Granulozyten können durch Freisetzung extrazellulärer Neutrophilenfallen (neutrophil extracellular traps - NETs) zusätzliche Gewebeschäden bewirken. Durch die Induktion von Apoptose und Zellnekrosen im Rahmen der Inflammation wird ebenfalls nukleäre DNA freigesetzt, was zu einem Anstieg der zirkulierenden zellfreien DNA (cfDNA) führt. In dieser prospektiven Studie wurden 58 Patienten eingeschlossen, welche alle unter Einsatz der Herzlungenmaschine eine Bypassoperation erhielten. 21 Patienten entwickelten eine AKI (drei davon dialysepflichtig) und 37 Patienten wiesen eine normale Nierenfunktion innerhalb des Beobachtungszeitraums auf. Fünf Patienten der AKI-Gruppe verstarben im postoperativen Verlauf. In allen Patienten wurden sowohl präoperativ, als auch unmittelbar postoperativ, sowie am ersten, zweiten, dritten und fünften postoperativen Tag die Biomarker Kreatinin, Neutrophilen-Gelatinase-assoziiertem Lipocalin (NGAL) und cfDNA/NETs im Blutplasma quantifiziert. Die Bewertung des Prognosewertes der Biomarker bezüglich eines AKI erfolgte anhand von ROCKurven (receiver operating characteristic curve). Erfasst wurden außerdem perioperative Voraussetzungen wie Vorerkrankungen, Medikation, BMI und Geschlecht der Patienten, sowie die Dauer und Art des Eingriffes bzw. der Zeitraum unter Einsatz der Herzlungenmaschine. Miteinbezogen wurde auch die Verweildauer auf Intensivstation und die Ein-Jahres Mortalität. Die Analyse der Plasmaspiegel zeigte, dass die cfDNA- und NGAL-Spiegel bei AKI-Patienten stark anstiegen, im Gegensatz zur Nicht-AKI-Gruppe. Diese Unterschiede konnten auch bis Tag 3 bzw. Tag 5 nach der Operation beobachtet werden. Im Vergleich zur Gruppe mit früher AKI waren die cfDNA-Spiegel bei Patienten, die eine späte AKI (>24 Stunden postoperativ) entwickelten, signifikant erhöht. Bei der Entwicklung einer frühen AKI (innerhalb der ersten 24 Stunden postoperativ) hingegen zeigten die Biomarker NGAL und Kreatinin im Vergleich zur cfDNA eine höhere Signifikanz. NGAL konnte somit in den ersten 24 Stunden nach Operation als ein valider Vorhersageparameter für die frühe AKI verwendet werden. Als präziser Prädiktor für die späte AKI konnte am dritten postoperativen Tag die cfDNA mit einem Schwellenwert von 260,53 ng/ml (AUC = 0,804) ermittelt werden; im Vergleich dazu zeigten NGAL (AUC = 0,699) und Kreatinin (AUC =0,688) eine geringere AUC. Es deutete sich ein Zusammenhang zwischen erhöhter Mortalität und dem Anstieg von NGAL an. Dieser konnte in Bezug auf cfDNA nicht beobachtet werden. Die Ergebnisse dieser Arbeit deuten insgesamt darauf hin, dass die Bestimmung der cfDNASpiegel ab dem ersten postoperativen Tag ein wertvolles Instrument zur Vorhersage von später AKI nach Herzoperationen mit Herzlungenmaschineneinsatz sein könnte.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Daka, Aldo aldodaka@gmail.com UNSPECIFIED UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-785541
Date:	9 July 2025
Language:	German
Faculty:	Faculty of Medicine
Divisions:	Faculty of Medicine > Chirurgie > Klinik und Poliklinik für Herz- und Thoraxchirurgie
Subjects:	Medical sciences Medicine
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language cellfree DNA English zellfreie DNA German akute Nierenschädigung German
Date of oral exam:	16 April 2025
Referee:	Name Academic Title Paunel-Görgülü, Adnana-Nicoleta Professorin Dr. rer. nat. Brähler, Sebastian Privatdozent Dr. med.
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/78554