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Zur Zeit basiert die Behandlung der Infektion mit dem Humanen-Immunschwäche-Virus (HIV) ausschließlich auf einer Chemotherapie, die das Virus nicht eradiziert, sondern in seiner Vermehrung hemmt. Diese Therapie muß lebenslang erfolgen. Die Wirksamkeit der Medikamente ist, auch in einer Kombinationstherapie, durch die Entwicklung von Resistenzen limitiert. Diese begründet sich zum einen in der Selektion resistenter Virusmutanten. Zum anderen weisen experimentell und in Studien gewonnene Ergebnisse auf die Beteiligung zellulärer Faktoren am Therapieversagen hin. Über die Rolle zellulärer Prozesse bei der Resistenzentwicklung gegen die in der HIV-1 Therapie eingesetzten Nukleosidalen-Reverse-Transkriptase-Inhibitoren ist jedoch noch wenig bekannt. NRTIs sind Prodrugs und werden durch zelleigene Kinasen aktiviert. Eine verminderte Expression oder Aktivität dieser Kinasen kann zu subtherapeutischen intrazellulären Wirkspiegeln führen. In der vorliegenden Arbeit wurden anhand einer T-lymphoiden Zellkultur (H9) die zellulären Mechanismen, die nach einer langdauernden Zidovudin (AZT) Exposition eine zelluläre AZT-Resistenz bewirken, und Methoden diese Resistenz zu umgehen bzw. zu verhindern, untersucht. Es zeigte sich, daß die kontinuierliche AZT-Exposition eine verminderte Expression der Thymidinkinase 1 (TK1) bewirkt. Dies führt zu einer verminderten AZT-Phosphorylierung und letztendlich zu geringeren Wirkstoffspiegeln des antiretroviral wirksamen Metaboliten AZT-Triphosphat (AZT-TP). In AZT resistenten H9 Zellen zeigte AZT eine verminderte Zytotoxizität, und eine um mehr als den Faktor 1000 verminderte antiretrovirale Aktivität. Als mögliche Ursachen für die verminderte Expression der TK1 wurden die DNA-Methylierung und die Histon-Deacetylierung, zwei Faktoren, die Hand in Hand die Genexpression auf transkriptioneller Ebene beinflussen, untersucht. AZT resistente Zellen zeigten in immunzytochemischen Färbungen eine starke Histon-Deacetylierung. Die Behandlung resistenter Zellen mit Trichostatin A (TSA), einem Hemmstoff der Histon-Deacetylierung führte jedoch nicht zu einer Erhöhung der TK1 mRNA-Spiegel. Die Behandlung resistenter Zellen mit 5-AZA-C, einem Inhibitor der Methyltransferase 1 (DNMT1) erhöhte sowohl die Expression der TK1 als auch die Zytotoxizität und die antiretrovirale Aktivität von AZT. Darüber hinaus verminderte die gleichzeitige Behandlung von H9 Zellen mit AZT und 5-AZA-C die Resistenzentwicklung gegen AZT erheblich. Weiterhin konnte gezeigt werden, daß in den AZT resistenten Zellen die Expression der „de novo“ Methyltransferasen 3a und 3b (DNMT3a / 3b) erhöht ist. Diese Ergebnisse weisen darauf hin, daß eine „de novo“ Methylierung des TK1-Gens durch die DNMT3a und DNMT3b die Ursache für die verminderte TK1 Expression in AZT resistenten H9 Zellen ist. Zusätzlich wurde in dieser Arbeit gezeigt, daß einige amphiphile Heterodinukleosidphosphate, die nach intrazellulärer Spaltung monophosphorylierte Nukleosidanaloga freisetzen, die AZT Resistenz überwinden können. Die Ergebnisse dieser Arbeit lassen vermuten, daß eine spezifische Hemmung der „de novo“ Methyltransferasen oder der Einsatz monophosphorylierter Substanzen die Wirksamkeit einer antiretroviralen Therapie erheblich verbessern können, indem sie zelluläre Faktoren, die eine Phosphorylierung von AZT vermindern und dadurch zum Versagen von AZT als antiretroviralem Therapeutikum führen, unterdrücken bzw. umgehen.
Im Mittelpunkt dieser Arbeit standen die Untersuchung der vertikalen HIV-Transmission, die damit verbundenen Risikofaktoren und das Management von Interventionsmöglichkeiten. In dieser retrospektiven Studie wurden 88 HIV-infizierte Schwangere untersucht, die zwischen dem 01.01.1997 und dem 31.12.2001 an der Universitäts-Frauenklinik in Frankfurt am Main entbunden wurden. Neben dem Schwangerschaftsverlauf und der Entbindung dieser HIV-infizierten Frauen wurden auch der postoperative Verlauf und das gesundheitliche Outcome der HIV-exponierten Kinder untersucht. Ein Großteil der untersuchten Frauen (52% aus Endemiegebieten stammend und 22% aus Deutschland) infizierte sich mit dem HI-Virus durch heterosexuelle Kontakte, nur 25% der Betroffenen wurde durch intravenösen Drogenabusus angesteckt. Mit der Zunahme an heterosexuellen Transmissionen von HIV kommt es zu Strukturveränderungen im Betroffenenkollektiv, das primär keiner Risikogruppe mehr zuzuordnen ist. Mit 43% wurde die HIV-Erstdiagnose in den meisten Fällen erst kurz vor oder während der Schwangerschaft gestellt. Anhand dieser Entwicklung und aufgrund der therapeutischen Interventionsmöglichkeiten wird die Notwendigkeit eines generellen HIV-Screenings bei allen schwangeren Frauen deutlich. 74% der Frauen befanden sich während der Schwangerschaft in dem klinisch asymptomatischen Stadium A der HIV-Infektion. Dagegen verlief bei 18% der Schwangeren die HIV-Infektion nicht mehr asymptomatisch und wurden der klinischen Kategorie B zugeordnet. Bei 8% der Betroffenen lag bereits während der Schwangerschaft das Vollbild AIDS vor. Diese wurden somit in die klinische Kategorie C eingeordnet. Im Hinblick auf das Infektionsrisiko des Kindes muss sowohl eine frühzeitige Diagnose als auch die gezielte Risiken Aufklärung und Schwangerschaftsberatung der Frauen stattfinden. Weder in Bezug auf das Alter der Mutter noch auf die Multiparität, konnte ein Zusammenhang mit der vertikalen Transmission festgestellt werden. 97% der Frauen wurden in der Schwangerschaft antiretroviral behandelt. Drei Prozent der Patientinnen lehnten, trotz ärztlicher Aufklärung, eine ART ab. Bei zwei Frauen mit ART (2,5%) in der Schwangerschaft und bei einer Patientin ohne ART (33,3%) kam es zu einer vertikalen HIV-Transmission. Dies entspricht bei 88 Schwangeren einer Transmissionsrate von insgesamt 3,4%. Die von uns untersuchten Schwangeren wiesen mit p= 0,0001 signifikant mehr Komplikationen im Schwangerschaftsverlauf auf, als die Schwangeren aus dem hessischen Vergleichskollektiv. Bei der Evaluation nur der transmissionsrelevanten Risikokomplikationen (vorzeitiger Blasensprung, vaginale Blutung, vorzeitige Wehentätigkeit mit i.v. Tokolyse, sexuell übertragbare Krankheiten) ergab sich in der Tendenz ein erhöhtes Transmissionsrisiko mit einer Transmissionsrate von 7,7% für Patientinnen mit diesen Komplikationen (2/26) im Vergleich zu einer wesentlich niedriger Transmissionsrate von 1,6% bei einem komplikationslosen Schwangerschaftsverlauf (1/61). Mit p= 0,15 konnte statistisch keine Signifikanz bewiesen werden. Entgegen den bisherigen Erkenntnissen konnten wir weder eine statistische Signifikanz (p= 0,12) zwischen einem schlechtem Immunstatus (CD4-Zellzahl ≤ 200/μl) der Mutter und der Häufigkeit des Auftretens von transmissionsrelevanten Komplikationen feststellen, noch eine Korrelation zwischen schlechtem Immunstatus und einem erhöhten vertikalen Transmissionsrisiko nachweisen, da keine der Schwangeren mit einer CD4-Zellzahl von ≤ 200/μl ihr Kind vertikal mit HIV infizierte. Durch den Einsatz von antiretroviralen Medikamenten, konnte die Viruslast bei 79 Patientinnen bis zum Ende der Schwangerschaft erfolgreich auf ≤ 10.000 Genomkopien/ml gesenkt werde. Mit p= 0,07 konnte statistisch zwar keine Korrelation zwischen der Höhe der Viruslast und der Häufigkeit des Auftretens von transmissionsrelevanten Risikokomplikationen in dem Schwangerschaftsverlauf bewiesen werden, allerdings stellte sich heraus, dass bei zwei Frauen, die ihr Kind vertikal mit HIV infizierten, die Viruslast bei > 10.000 Genomkopien/ml lag. Somit sprechen unsere Daten durchaus dafür, dass eine hohe Viruslast Auswirkungen auf die vertikale HIV-Transmission haben könnte oder sich zumindest als zusätzlicher, Risikoerhöhender Faktor erweist. 81% der Frauen wurden durch eine primäre Sectio caesarea entbunden. Bei 17% der Patientinnen musste auf Grund vorzeitiger, unstillbarer Wehentätigkeit eine sekundäre Sectio caesarea durchgeführt werden und zwei Frauen wurden spontan entbunden. Mit einer Transmissionsrate bei der primären Sectio caesarea von 2,8% im Vergleich zu 6,7% bei der sekundären Sectio caesarea können wir den protektiven Effekt der elektiven Schnittentbindung am wehenfreien Uterus bestätigen. Mit einer Transmissionsrate von 5,3% bei Entbindungen ≤ 35. Schwangerschaftswoche gegenüber 2,9% bei Entbindungen nach der 35. Schwangerschaftswoche können wir in Übereinstimmung mit anderen Autoren bestätigen, dass Frühgeburtlichkeit mit einer höheren Transmissionsrate assoziiert ist. Aus diesem Grund betonen wir die Wichtigkeit einer regelmäßigen Schwangerschaftsvorsorge in Kooperation mit einem HIV-Zentrum. Bei 26% unserer Patientinnen traten postoperativ Komplikationen im Wochenbett auf. Zwar zeigte sich entgegen bisherigen Erkenntnissen mit p= 0,075 keine signifikanten Unterschiede gegenüber den Müttern aus dem hessischen Vergleichskollektiv, doch traten signifikant häufiger Fieber (p= 0,001) und Wundheilungsstörungen (p= 0,0001) bei unseren Wöchnerinnen auf. Von den 89 untersuchten Kindern, wurden drei (3,4%) vertikal infiziert. In allen drei Fällen kam es zu Komplikationen in der Schwangerschaft und es mangelte an Compliance bei den Müttern, so dass keine optimalen Bedingungen vorlagen, um alle gegebenen Interventionsmöglichkeiten anwenden zu können. Anhand unserer Daten konnte die Reduktion der materno-fetalen Transmission durch die kombinierte Anwendung von der antiretroviralen Therapie, der elektiven Schnittentbindung und unter striktem Stillverzicht belegt werden. Der additive Effekt wurde durch die Anwendung dieser Interventionsstrategien bestätigt und ließ die Transmissionsrate erfolgreich von 20% auf 3,4% sinken.