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Rolle eines Gens in der Niere erlaubt die Entwicklung eines einfachen diagnostischen Verfahrens
Mukoviszidose, auch Cystische Fibrose genannt, ist in erster Linie eine schwere Lungenerkrankung, die aber auch andere Organe betrifft, wie z. B. die Bauchspeicheldrüse und den Darm. Ursache der Mukoviszidose sind Mutationen des sogenannten CFTR (Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator) - Gens. Dieses Gen kodiert für einen Chloridkanal, der typischerweise in Organen zu finden ist, die sehr viel Salz transportieren müssen. Die Niere ist auch ein solches Organ. Umso erstaunlicher ist es, dass die Niere bei der Erkrankung Mukoviszidose scheinbar keine Funktionseinschränkung zeigt. Die Forscherteams um Prof. Jens Leipziger in Aarhus/Dänemark und aus dem Regensburger Labor des Forscherduos Prof. Dr. Karl Kunzelmann und Prof. Dr. Rainer Schreiber haben nun im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 1350 einen wesentlichen Fortschritt im Verständnis der Rolle von CFTR in der Niere erzielt.
CFTR ist v. a. in spezialisierten Zellen von Nierenkanälchen zu finden, die helfen, den pH-Wert des Blutes einzustellen. Die jetzt im Journal of the American Society of Nephrology erschienene Arbeit der Aarhuser und Regensburger Wissenschaftler beschreibt den genauen zellulären Mechanismus der pH-Regulation und die zentrale Rolle, die CFTR hierbei spielt. Aktiviert wird CFTR durch das Verdauungshormon Sekretin, das regulatorisch eingreift. Man sollte nun erwarten, dass bei Mukoviszidosepatienten regelmäßig auffällige Veränderungen des Blut-pH-Wertes zu finden sind. Dies ist aber nicht der Fall, da andere Anteile der Niere und v. a. die Atmung bei der Blut-pH-Regulation bei gesunden Menschen im Vordergrund stehen. Jedoch wurde bei Mukoviszidosepatienten immer wieder ein erhöhter pH-Wert, eine sogenannte Alkalose, berichtet.
Derzeit ist die Diagnose einer Mukoviszidose-Erkrankung nicht einfach, da es weit über 2.000 verschiedene Mutationen gibt. Die bisherigen diagnostischen Verfahren sind entweder ungenau, aufwändig oder belastend und testen meist nicht direkt die Funktion bzw. die Restfunktion des CFTR. Der Umstand, dass Mukoviszidosepatienten bei einer Alkalose den Blut-pH nicht adäquat regulieren können, brachte die Forscher auf den Gedanken, dies für die Diagnose einer Mukoviszidose zu nutzen: „Die erkrankten Kinder oder auch älteren Patienten müssten lediglich ein Getränk zu sich nehmen, das den Blut-pH-Wert kurzfristig erhöht. Im nachfolgend ausgeschiedenen Urin könnte dann ein erhöhter pH-Wert und die Ausscheidung sogenannter Basen nachgewiesen werden, erklärt Prof. Leipziger. Liegt eine Mukoviszidose vor, so würde diese Ausscheidung fehlen“, ergänzt Prof. Kunzelmann. Genau diese Befunde wurden nun an Tiermodellen für Mukoviszidose und bei Mukoviszidosepatienten nachgewiesen. Weiterhin konnten die Forscher zeigen, dass ein solch einfacher Trinktest zuverlässig als Erfolgskontrolle für die Therapie mit kürzlich entwickelten CFTR-Reparaturmedikamenten, sogenannten CFTR-Modulatoren, genutzt werden kann. Ein solch einfacher Test könnte auch helfen, Kosten der sehr teuren Therapie zu sparen. „Als nächsten Schritt planen wir klinische Studien, um die Alltagstauglichkeit dieses einfachen und kostengünstigen Mukoviszidose-Tests zu beurteilen“, blickt das Team bereits nach vorn.
Prof. Dr. Karl Kunzelmann
Professur für Physiologie
Universität Regensburg
Telefon: 0941 943-4302
E-Mail: karl.kunzelmann@ur.de
Peder Berg, Samuel L. Svendsen, Mads V. Sorensen, Casper K. Larsen, Jesper
Frank Andersen, Soren Jensen-Fangel, Majbritt Jeppesen, Rainer Schreiber, Ines
Cabrita, Karl Kunzelmann and Jens Leipziger: Impaired renal HCO3- excretion in Cystic Fibrosis, Journal of the American Society of Nephrology
DOI: https://doi.org/10.1681/ASN.2020010053
Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Karl Kunzelmann
© Prof. Dr. Karl Kunzelmann
Criteria of this press release:
Journalists
Biology, Medicine
transregional, national
Research results
German
Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Karl Kunzelmann
© Prof. Dr. Karl Kunzelmann
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