DNA-Chip-Technologie als Screeningmethode zur Evaluierung der Hämokompatibilität von Fremdoberflächen

Diplomarbeit aus dem Jahr 2002 im Fachbereich Informatik - Angewandte Informatik, Note: 1,0, Eberhard-Karls-Universität Tübingen (Biologie 15), Sprache: Deutsch, Abstract: Inhaltsangabe:Einleitung: In den letzten Jahrzehnten wird den sogenannten neuen Krankheiten der Industrieländer, wie Adipositas, Hypertonie und Herzinsuffizienz, eine immer größere Bedeutung beigemessen, da trotz der besseren und schnelleren medizinischen Versorgung die Zahl an erkrankten Patienten kontinuierlich steigt. Neben Übergewicht und Bewegungsmangel werden hauptsächlich folgende Risikofaktoren als Ursachen für eine mögliche Schwächung des Herzens diskutiert: falsche Ernährung, verbunden mit erhöhtem Stress, Alkohol- und Nikotingenuss, bzw. einer genetischen Prädisposition. Die zunächst unbemerkt auftretende Verschlechterung der Herzdurchblutung durch partielle Verengung der Koronargefäße manifestiert sich primär durch eine Steigerung des Blutdrucks. Die daraus resultierende Leistungsminderung ist die Folge der zusätzlich immer stärker werdenden Rigidität und der verstärkt auftretenden Verengung der Koronargefäße, die bei vollkommenem Verschluss in einem Herzinfarkt münden. Die Behandlung der koronaren Herzkrankheit erfolgt entweder medikamentös, über eine Ballondilatation oder durch einen chirurgischen Eingriff. Mittels der Ballondilatation werden die verengten Gefäße geweitet und zusätzlich über die Implantation von Koronarendoprothesen stabilisiert. Bei anhaltenden Beschwerden ist die Bypass-Operation eine weitergehende Möglichkeit die stabile Funktionalität des Herzen wiederherzustellen. Über eine Herzlungenmaschine wird es dem Arzt ermöglicht an stillgelegten Herzen zu operieren, wobei das Blut über ein Schlauchsystem aus dem Körper geleitet, oxygeniert und anschließend mit einer gewissen Intensität wieder in den Körper zurückgepumpt wird. Bei dieser extrakorporalen Zirkulation tritt im Körper eine generelle Entzündungsreaktion auf und es werden hämostaseologische Abwehrmechanismen wie die Blutgerinnung aktiviert - obwohl dem Blut Antikoagulantien zugesetzt werden. Für diese Erscheinungen werden zwei Ursachen diskutiert: Zum einen kann der Kontakt mit Fremdoberflächen, also mit den Oxygenatorschläuchen und Pumpen der Herz-Lungen-Maschine, die Blutbestandteile ganz allgemein aktivieren. Zum anderen ist es denkbar, dass die Pumpsysteme die Blutzellen schädigen und so zum Beispiel aus Leukozyten Enzyme freisetzen, welche die Blutgerinnung initiieren. Die angesprochene Biokompatibilität zu unphysiologischen Oberflächen ist in der heutigen Medizin ein großes und wichtiges Problem. Jeder künstlicher Eingriff in den Körper bringt ein biologisches System mit einem synthetischen Material in Verbindung. Sei es für längere Zeit, wie bei künstlichen Herzklappen oder Gelenken, bei denen Die Zytokompatibilität (Gewebeverträglichkeit) eine wesentliche Rolle spielt, oder nur für kurze Zeit, wie bei kardiopulmonaren Bypassoperationen, bei denen die Hämokompatibilität (Blutverträglichkeit) zum Leidwesen der Patient noch immer ungenügend ist. Auch bei invasiven Operationen am Herzen, bzw. bei der Implantation von endokoronaren Gefäßprothesen (Stents), aktiviert der Kontakt von Blut mit unphysiologischen Oberflächen das Gerinnungssystem, das Fibrinolysesystem und das zelluläre wie humorale Abwehrsystem. Diese Bioinkompatibilität der synthetischen Implantate verdeutlicht die Unverträglichkeit und trägt einen großen Anteil am postoperativen Zustand der Patienten (host-versus-graft reaction). Es wurde noch keine Beschichtung von Fremdoberflächen gefunden, die eine perfekte Verträglichkeit garantiert, das heißt die ganz ohne systemisch-inflammatorische Antwort bleibt. Dabei ist die Hämoinkompatibilität der Hauptgrund für darauf folgende Thrombosierungs- und inflammatorische Prozesse mit vermehrter Ausschüttung von Zytokinen, freie Radi...