0201 723 2810

Aktuelle Forschungsprojekte

BK polyomavirus-specific T cells as a diagnostic and prognostic marker for BK polyomavirus infections after pediatric kidney transplantation

After kidney transplantation uncontrolled BK polyomavirus (BKPyV) replication causes kidney graft failure through BKPyV-associated nephropathy (BKPyVAN), but markers predicting outcome are missing. BKPyV-specific T cells may serve as a predictive marker to identify patients at risk of persistent-DNAemia and BKPyVAN.

Out of a total of 114 pediatric kidney recipients transplanted between 2008 und 2018 36 children with post-transplant BKPyV-DNAemia were identified. In a prospective non-interventional study, BKPyV-specific CD4 and CD8 T cells were measured in 32 of 36 viremic pediatric kidney recipients using intracellular cytokine staining and flow cytometry. The course of the BKPyV replication was monitored with regard to duration of BKPyV-DNAemia and need of therapeutic intervention, and diagnosis of proven BKPyVAN.

Levels of BKPyV-specific T cells negatively correlated with subsequent duration of BKPyV-DNAemia. Patients with BKPyV-specific CD4 T cells ≥0.5 cells/µl and/or BKPyV-specific CD8 T cells ≥0.1 cells/µl had transient, self-limiting-DNAemia (PPV 1.0, NPV 0.86). BKPyV-specific CD4 and CD8 T cells below these thresholds were found in children with persistent BKPyV-DNAemia and biopsy-proven BKPyVAN with need for therapeutic intervention. After reducing immunosuppressive therapy, levels of BKPyV-specific CD4 T cells increased while plasma BKPyV-DNAemia declined.

This study found that BKPyV-specific T cell levels may help to distinguish patients with transient, self-limiting BKPyV-DNAemia from those with persisting  BKPyV-DNAemia  BKPyVAN, who would benefit from individualized therapeutic interventions such as reduced immunosuppression. Thereby the risk for rejection because of unnecessary reduction of immunosuppression in case of self-limiting BKPyV-DNAemia can be minimized.

Corresponding author

Dr. med. Thurid Ahlenstiel-Grunow
Department of Pediatric Kidney, Liver and Metabolic Diseases

Hannover Medical School
Carl-Neuberg-Strasse 1, 30625 Hannover, Germany

Tel. +49-511-532-3303, Fax. +49-511-530-4830
Ahlenstiel.Thurid@mh-hannover.de

Thurid Ahlenstiel-Grunow, M.D.1, Martina Sester, M.D., PhD2, Urban Sester M.D., PhD 3, Hans H. Hirsch M.D., PhD 4,5,6,Lars Pape M.D., PhD 1

1 Department of Pediatric Kidney, Liver and Metabolic Diseases, Hannover Medical School, Hannover, Germany

2 Department of Transplant and Infection Immunology, Saarland University, Homburg, Germany

3 Department of Internal Medicine IV, Saarland University, Homburg, Germany

4 Transplantation & Clinical Virology, Department Biomedicine (Haus Petersplatz), University of Basel, Switzerland

5 Clinical Virology, Laboratory Medicine, University Hospital Basel, Basel, Switzerland

6 Infectious Disease & Hospital Epidemiology, University Hospital Basel, Basel, Switzerland

Steering of Transplant Immunosuppression by Virus-Specific T Cells – The Randomized Controlled IVIST Trial

Pharmacokinetic monitoring is insufficient to estimate the intensity of immunosuppression after transplantation. Virus-specific T cells (Tvis) correlate with virus-specific as well as general cellular immune defense. Additional steering by Tvis levels may optimize dosing of immunosuppressants.

In a multicenter, randomized controlled trial, 64 pediatric kidney recipients were randomized 1:1 to a control group with trough level monitoring of immunosuppressants or to an intervention group with additional steering by Tvis levels, quantified by cytokine flow cytometry. Both groups received immunosuppression with cyclosporine A and everolimus in the same target range of trough levels. Primary endpoint was the estimated glomerular filtration rate (eGFR) two years after transplantation.

In the primary analysis no difference between intervention and control group was detected for the eGFR two years after transplantation (61.8 vs. 60.1 mL/min/1.73m²; mean adjusted difference: 1.7, 95% CI: -10.2 to 13.6, p-value=0.77) although in the intervention group a lower baseline eGFR one month after transplantation was observed (55.0 vs. 61.5 mL/min/1.73m²). Patients in the intervention group received significantly lower daily doses (mg/m2) of everolimus (0.8±0.3 vs. 1.2±0.5, p=0.004) and numerically lower doses of cyclosporine A (78.4±20.0 vs. 88.4±26.5, p=0.13) resulting in significantly lower trough levels (µg/L) of everolimus (3.5±0.7 vs. 4.5±0.8, p<0.001) and of cyclosporine A (47.4±9.9 vs. 64.1±11.1, p<0.001). Fewer patients in the intervention group received glucocorticoids two years after transplantation (20% vs. 47%, p=0.04). Patients in the control group had a numerically higher risk for acute rejections (p=0.11) and EBV DNAemia (p=0.09). Numbers of donor-specific antibodies and (serious) adverse events were comparable.

Pharmacokinetic monitoring of immunosuppressive drugs after transplantation is associated with risk of over- and underimmunosuppression. Virus-specific T cells have been shown to be a marker of the individual intensity of immunosuppression. Can additional steering of immunosuppressive therapy by levels of virus-specific T cells (Tvis) improve outcome after kidney transplantation?

Pharmacokinetic monitoring of immunosuppressive drugs after transplantation is associated with risk of over- and underimmunosuppression. Virus-specific T cells have been shown to be a marker of the individual intensity of immunosuppression. Can additional steering of immunosuppressive therapy by levels of virus-specific T cells (Tvis) improve outcome after kidney transplantation?

In this randomized controlled trial with 64 pediatric kidney recipients the intervention group with Tvis-based steering of immunosuppressive drugs showed lower daily doses and trough levels of cyclosporine A and everolimus whereas eGFR two years after transplantation was comparable with the control group.

The findings support that additional steering of immunosuppressive therapy by levels of virus-specific T cells is safe and helps to personalize dosing of immunosuppressive drugs.

Corresponding author

Prof. Dr. med. Lars Pape
Department of Pediatrics II, University Hospital of Essen

Hufelandstraße 55, 45122 Essen, Germany

Tel. +49-201-723-2810, Fax. +49-201-723-5947, Lars.Pape@uk-essen.de

Thurid Ahlenstiel-Grunow1,2 M.D., Xiaofei Liu3, Raphael Schild4 M.D., Jun Oh4 M.D., PhD, Christina Taylan5 M.D., Lutz T Weber5 M.D., PhD, Hagen Staude6 M.D.,Murielle Verboom7 PhD,Christoph Schröder8 M.D., PhD, Ruxandra Sabau8 PhD, Anika Großhennig3* PhD, Lars Pape1,2* M.D., PhD

*Both authors contributed equally to the manuscript.

1 Department of Pediatric Kidney, Liver and Metabolic Diseases, Hannover Medical School, Hannover, Germany

2 Department of Pediatrics II, University Hospital of Essen, University of Duisburg-Essen, Essen, Germany

3 Institute of Biostatistics, Hannover Medical School, Hannover, Germany

4 Department of Pediatric Nephrology, University Hospital Hamburg-Eppendorf, Hamburg, Germany

5 Pediatric Nephrology, Children´s and Adolescents´ Hospital, University of Cologne, Faculty of Medicine and University Hospital of Cologne, Cologne, Germany

6 University Children’s Hospital, University Hospital of Rostock, Rostock, Germany

7 Institute of Transfusion Medicine and Transplant Engineering, Hannover Medical School, Hannover, Germany

8 Institute for Clinical Pharmacology, Hannover Medical School, Hannover, Germany

Cytomegalovirus (CMV)-specific T cells as a parameter for individual CMV-specific immune response after pediatric kidney transplantation (Tx)

After Tx immunosuppression leads to impaired cellular immune defense resulting in increased risk of CMV-disease. Post-Tx follow-up of CMV-specific T cells (CMV-s T cells) may serve as a predictive marker for the necessity of antiviral therapy.

Within a prospective study we monitored CMV-s T cells in 36 children during first year after kidney Tx. Antiviral therapy was administered in case of significant CMV-DNA-detection. CMV-s CD4-/CD8-T cells were determined by flow cytometry.

Pre-Tx prevalence of CMV-s CD4-T cells (25%) correlated with CMV-seropositivity. After Tx 3 CMV-seronegative children with seropositive donors showed a primary CMV-infection. Two of them were characterized by initial DNA-boost: CMV-s CD4-T cells secondarily increased simultaneously with decrease of CMV-DNA after start of antiviral therapy. In case of asymptomatic primary infection with initial boost of CMV-s CD4-T cells (n=1), we found CMV-seroconversion without detection of DNA. Two children with symptomatic CMV-reactivation showed transient disappearance of CMV-s CD4-T cells (<3/µl) combined with increase of CMV-DNA, whereas in case of asymptomatic reactivations (n=2), low CMV-DNA-level vanished in presence of sufficient level of CMV-s CD4-T cells (>3/µl). There was no significant detection of CMV-s CD8-T cells.

Sufficient levels of CMV-s CD4-T cells (>3/µl) protect against CMV-disease. Serving as prognostic marker for individual susceptibility to CMV-disease, CMV-s CD4-T cells may improve post-Tx management and optimize antiviral therapy.

Ahlenstiel T1, Sester M2, Sester U2, Ehrich JHH1, Heim A3, Pape L1

1Department of Pediatric Nephrology, Medical School of Hannover, Hannover, Germany

2Department of Nephrology, University of the Saarland, Homburg (Saar), Germany3Department of Virology, Medical School of Hannover, Hannover, Germany

Epstein-Barr virus (EBV)-specific T cells as a diagnostic marker for the individual EBV-specific immune response after pediatric kidney transplantation

After transplantation immunosuppressive therapy causes an impaired cellular immune response resulting in an increased risk of EBV-associated complications, e.g. post-transplant lymphoproliferative disease (PTLD). Prognostic markers for the outcome of EBV-infections and reactivations are missing. Controlling virus replication, EBV-specific T cells (EBV-Tvis) may serve as a predictive marker to decide on the necessity of therapeutic interventions.

EBV-CD4 Tvis were monitored in 53 pediatric kidney recipients with EBV-IgG-positivity at time of transplantation or with EBV-seroconversion after transplantation. After in vitro stimulation with EBV-antigens EBV-CD4 Tvis were analysed by cytokine flow cytometry. EBV-DNA in blood was measured by PCR.

Within our pediatric study group 34 patients were EBV-IgG-positive at time of kidney transplantation and 19 patients developed a primary EBV-infection with seroconversion after transplantation. Post-transplant EBV-viremia was found in 37 children (20 with EBV-seropositivity at transplantation and 17 with EBV-seroconversion after transplantation).

The majority of EBV-IgG-positive children showed -at least temporarily- EBV-CD4 Tvis. In case of asymptomatic primary infections or reactivations with self-limiting EBV-viremia high levels of EBV-CD4 Tvis were found. In contrast, symptomatic EBV-infections or reactivations were characterized by absence or very low levels of EBV-CD4 Tvis combined with long-term viremia and high EBV-DNA load. After start of antiviral therapy and / or reduction of immunosuppression EBV-CD4 Tvis secondarily increased simultaneously with decrease of EBV-DNA in blood. One patient, suffering from PTLD, did not show any significant detection of EBV-CD4 Tvis.

After pediatric kidney transplantation sufficient levels of EBV-CD4 Tvis are associated with asymptomatic, self-limiting viremia, whereas low EBV-CD4 Tvis are found in case of long-term viremia and symptomatic EBV-infections / reactivations. Serving as a diagnostic marker for the individual EBV-specific immune response, monitoring of EBV-CD4 Tvis may identify patients at risk of EBV-associated complications (e.g. PTLD) and thereby improve post-transplant management by preemptive therapeutic interventions as adaption of immunosuppression or antiviral therapy.

Ahlenstiel-Grunow T1, Pape L1

1Department of Pediatric Nephrology, Hannover Medical School, Hannover, Germany

Level of virus-specific T cells (Tvis) as an indicator of overimmunosuppression after pediatric kidney transplantation

After transplantation (Tx) immunosuppression leads to impaired cellular immune defense resulting in increased risk of viral complications. Post-Tx follow-up of virus-specific T cells (Tvis) may serve as an indicator of viral diseases and overimmunosuppression.

Within a prospective longitudinal study we monitored Cytomegalovirus (CMV)- and Adenovirus (ADV)-Tvis in 37 children (1-17 years, median 13 years) during the first year after kidney Tx.

Based on specific cellular activation and induction of intracellular cytokine production, CMV- and ADV-CD4+ and CD8+Tvis were determined by flow cytometry.

CMV- and ADV-CD4+Tvis were permanently detectable and fluctuated depending on the grade of immunosuppression: Under the intensified immunosuppression during the initial post-Tx period we found temporary decrease of CD4+Tvis. When immunosuppression was reduced, Tvis were increasing. In the presence of sufficient numbers of ADV- or CMV-CD4+Tvis (>2 cells/µl) we did not detect any relevant viral infections or reactivations. Patients with low CD4+Tvis were susceptible for various symptomatic viral infections (e.g. CMV, EBV): The absence of CMV- and ADV-CD4+Tvis (<2 cells/µl) was correlated with a high risk of EBV-infections/-reactivations with persistence of EBV-DNA (Spearman r= -0.68 and -0.49, p<0.0001). In case of high EBV-DNA load (>2500 cop/ml) CMV- and ADV-CD4+Tvis were significantly lower than without relevant EBV-DNA-detection (CMV-CD4+Tvis: 1.6±1.3/µl versus 18.8±13.3/µl; p<0.0001). In contrast to CD4+Tvis, CD8+Tvis were only temporarily detectable.

After kidney Tx CMV- and ADV-CD4+Tvis represent not only virus-specific, but also general cellular immune defense: Sufficient levels of CD4+Tvis (>2 cells/µl) prevent from symptomatic viral infections whereas a decrease is associated with an elevated risk of viral complications. Serving as an indicator of overimmunosuppression, monitoring of CD4+Tvis may improve post-Tx management and optimize individual timing of antiviral therapy and dosing of immunosuppression (effect-related drug-monitoring).

Ahlenstiel T1, Sester U2, Pape L1

1Department of Pediatric Nephrology, Hannover Medical School, Hannover, Germany

2Department of Nephrology, University of the Saarland, Homburg/Saar, Germany

Experimentelle Forschungsprojekte

(Anja Büscher, Marvin Droste, Stefanie Jeruschke)

Im Rahmen dieses Forschungsprojektes soll die Gewinnung von extrazellulären Vesikeln (Exosomen) aus Urin etabliert werden. Ziel ist es, die in den urinären Exosomen von Patienten mit nephrotischem Syndrom enthaltenen erkrankungsspezifischen Erbinformationen und Proteine hinsichtlich ihrer Relevanz als diagnostische und prognostische Biomarker für den klinischen Verlauf des nephrotischen Syndroms des Kindesalters zu untersuchen. Dabei werden 4 Gruppen von Patienten in Abhängigkeit von deren Krankheitsverlauf unterschieden: Patienten mit seltenen bzw. häufigen Rezidiven, Patienten mit Steroidabhängigkeit und mit Steroidresistenz. Die Proben werden zum Zeitpunkt eines Rezidivs wie auch im nicht-proteinurischen Intervall gewonnen. Die Ergebnisse werden im Anschluss mit dem Krankheitsverlauf der Patienten korreliert. Eventuelle Unterschiede im Exosomenmuster der untersuchten Patientengruppen sollen zur Identifizierung und Evaluation von Markerproteinen genutzt werden, deren unterschiedliche Expression frühzeitig Hinweise auf den potentiellen Krankheitsverlauf eines Patienten geben und so für Therapieentscheidungen genutzt werden könnte. Zur Vervollständigung dieser Ergebnisse sollen sowohl die patientenspezifischen Exosomen mithilfe unseres etablierten Podozytenmodells als auch die Exosomen der Podozyten-Zellkultur in einem gängigen Modell der podozytären Schädigung unter Medikation (Steroide, Immunsuppresiva) genauer untersucht werden.

Kooperationspartner: PD Dr. rer. nat. Bernd Giebel (Transfusionsmedizin Universitätsklinikum Essen) und Dr. Basant Kumar Thakur (Klinik für Kinderheilkunde III, Universitätsklinikum Essen)

(Anja Büscher, Lina Flagel, Marvin Droste, Stefanie Jeruschke)

Die Nierentransplantation ist als einzige Form der Nierenersatztherapie mit einer annähernd normalen Lebensdauer und -qualität assoziiert. Der Mangel an Spenderorganen trifft pädiatrische Patienten besonders, da die chronische Niereninsuffizienz wichtige Entwicklungsschritte beeinträchtigt und sie aufgrund ihrer Lebenserwartung potentiell auf Folgetransplantationen angewiesen sind. Insofern ist der langfristige Erhalt der Transplantatfunktion bzw. die frühzeitige Identifizierung von relevanten Pathologien des transplantierten Organs (insbesondere zelluläre bzw. humorale Rejektion, BKV-Nephropathie) von großer Bedeutung. Bislang basiert die Diagnostik vornehmlich auf invasiven Methoden, wie z.B. der Nierenbiopsie, die aber mit dem Risiko einer Blutung behaftet ist und erfolgt in der Regel erst dann, wenn z.B. durch Bluttests bereits ein Schaden der Transplantatniere nachgewiesen wurde. Die Etablierung nicht-invasiver, spezifischer Biomarker zielt darauf ab, die aufgeführten Pathologien bereits frühzeitig, bestenfalls präemptiv, zu diagnostizieren und die immunsuppressive Therapie entsprechend anzupassen und so invasive Untersuchungsverfahren, wie die Nierenbiopsie, zu vermeiden. Urin ist ein Untersuchungsmaterial, welches nicht-invasiv und auch bei Kindern in ausreichender Menge gewonnen werden kann und das als Stoffwechselprodukt der Niere eine Momentaufnahme der Nierenfunktion abbildet. Extrazelluläre Vesikel (EVs) sind biomembranumgebene Nanopartikel zellulären Ursprungs, die u.a. Proteine, RNA und Lipide aus den freisetzenden Zellen enthalten und in allen Körperflüssigkeiten, u.a. auch im Urin, nachgewiesen werden können. Aufgrund ihres zellulären Ursprungs, der durch Oberflächenmarker zurückzuverfolgen ist, werden EVs als Quelle sensitiver und spezifischer Biomarker angesehen. Urinäre EVs wurden in experimentellen Studien bereits erfolgreich für transplantationsmedizinische Fragestellungen genutzt, jedoch liegen noch zu wenige Untersuchungen an pädiatrischen Kohorten vor, um das Potential von EV-basierten Biomarkern einschätzen zu können. Zudem wurde durch die Entwicklung neuer biotechnologischer Methoden die Analyse der EVs (im Submikrongrößenbereich) erleichtert und durch die International Society of Extracellular Vesicles (ISEV) Guidelines etabliert, die die experimentelle Arbeit mit EVs weiter standardisieren und eine höhere Reproduzierbarkeit ermöglichen.

Ziel des geplanten Projektes ist es, EV-basierte Biomarker (mit Fokus auf Oberflächenantigenen und EV-assoziierten RNAs) bei pädiatrischen Patienten nach Nierentransplantation zu identifizieren und ihre Wertigkeit hinsichtlich der frühzeitigen Diagnose relevanter Transplantatpathologien zu evaluieren. Dabei sollen mehrere Patientengruppen (mit zellulärer bzw. humoraler Rejektion, BKV-Nephropathie bzw. Patienten ohne Pathologie des Transplantats) miteinander verglichen werden. Die Zuordnung zu den unterschiedlichen Patientengruppen erfolgt nach Nachweis der jeweiligen Pathologie in einer Transplantatbiopsie. Darüber hinaus soll ein potentieller direkter Effekt von EVs der verschiedenen Patientengruppen auf humane Podozyten in vitro untersucht und mögliche pathophysiologisch relevante Moleküle identifiziert werden.

Kooperationspartner: PD Dr. rer. nat. Bernd Giebel (Transfusionsmedizin Universitätsklinikum Essen)

(Stefanie Jeruschke, Anja Büscher, Katharina Eulenstein)

Cytomegalievirus (CMV)-Infektionen gehören zu den häufigsten Infektionen nach Nierentransplantation. Ohne antivirale Prophylaxe entwickeln ca. 60–80% aller Transplantierter eine CMV-Infektion, die mit einem erhöhten Infektionsrisiko, einer Schädigung der Transplantatfunktion sowie akuten und chronischen Rejektionen assoziiert sein kann. Besonders häufig sind CMV-naive Patienten betroffen, die das Organ eines CMV-positiven Spenders erhalten. Patienten, die dieser Risikogruppe angehören, werden daher nach Transplantation für 3 Monate (d.h. in der Phase der stärksten Immunsuppression) prophylaktisch mit Valganciclovir behandelt. Diese antivirale Therapie kann aber mit starken Nebenwirkungen, z.B. Knochenmarksdepression, gastrointestinalen oder neurologischen Symptomen vergesellschaftet sein. Ein weiterer Risikofaktor für das Auftreten einer CMV-Infektion ist die Intensität und Art der Immunsuppression. Es konnte mehrfach gezeigt werden, dass Patienten, die immunsuppressiv mit Medikamenten aus der Gruppe der mTOR-Inhibitoren (mTORi, z.B Everolimus), auch in Kombination mit einer erniedrigten Dosis eines Calcineurin-Inhibitors (CNI), behandelt werden, ein signifikant erniedrigtes Risiko haben, eine CMV-Infektion zu entwickeln, im Gegensatz zu Patienten unter CNI-Standarddosis in Kombination mit Mycophenolat-Mofetil (MMF). Ein Wechsel zu einer mTORi-basierten Immunsuppression konnte dabei zu einer Ausheilung einer bestehenden CMV-Infektion führen und war nicht mit einer Verschlechterung der glomerulären Filtrationsrate oder höheren Rejektionsraten assoziiert. Die pathomorphologischen Veränderungen, die in der transplantierten Niere durch eine CMV-Infektion hervorgerufen werden, sind noch unzureichend untersucht und beschränken sich meist auf die Untersuchung der Tubulusepithelzellen. Die Replikation von CMV führt dabei typischerweise zu zytopathischen Veränderungen in den Tubulusepithelzellen. CMV-bedingte Veränderungen in den Glomeruli werden nur selten nachgewiesen und betreffen dann vornehmlich Endothelzellen; Veränderungen der Podozyten, die die Hauptbestandteile dieser Filtereinheiten der Niere darstellen, wurden bislang kaum beschrieben bzw. untersucht und stehen daher im Fokus unseres Projektes.

Ziel des Projekts ist die Untersuchung der Auswirkungen einer Infektion mit humanen Cytomegalie-Viren (HCMV) auf humane Podozyten in vitro. Zunächst sollen Veränderungen der Morphologie der Zellen (Zytoskelett), Zelladhäsion, Apoptose sowie assoziierte Signalwege dargestellt und analysiert werden. Im Weiteren sollen durch die Vorbehandlung mit verschiedenen immunsuppressiven Substanzen (z.B. Mycophenolat-Mofetil, Cyclosporin A, Everolimus) Erkenntnisse über Regulationsvorgänge gewonnen werden, um aufzuzeigen, warum nach Transplantation eine Behandlung mit mTOR-Inhibitoren mit einem geringeren Risiko einer CMV-Infektion assoziiert ist.

Kooperationspartner: Prof. Dr. med. Benjamin Wilde, Klinik für Nephrologie, Universitätsklinikum Essen) und Prof. Dr. rer. nat. Mirko Trilling (Institut für Virologie, Universitätsklinikum Essen)

(Anja Büscher, Stefanie Jeruschke, Lea Knipping)

Das Alport-Syndrom (AS) ist eine monogen vererbte Erkrankung und wird durch Mutationen in Kollagen Typ IV verursacht, ein Hauptbestandteil aller Gefäß-Basalmembranen. An mechanisch besonders beanspruchten Stellen (Niere, Innenohr, Augenlinse) findet man ein Netzwerk aus mehreren verschiedenen Ketten (a3/a4/a5), die über Glycin eng miteinander verbunden sind. Mutationen in Glycin führen zum Abknicken der Triple-Helix-Struktur, andere Mutationen zum vorzeitigen Kettenabbruch. Klinisch imponiert das AS mit einer Innenohrschwerhörigkeit, typischen Augenveränderungen (Lenticonus anterior) und einer progressiven Nephropathie, beginnend mit einer Mikrohämaturie und Proteinurie. Im weiteren Verlauf entwickelt sich häufig eine terminale Niereninsuffizienz mit Dialysepflichtigkeit. In der Nierenbiopsie findet man charakteristische Aufsplitterungen und Lamellierungen der glomerulären Basalmembran. Es zeigen sich dabei Genotyp- Phänotyp Assoziationen: trunkierende Mutationen führen im Mittel mit unter 20 Jahren, Glycin-Missense- Mutationen erst mit über 30 Jahren zum Nierenversagen. Die Vererbung des AS erfolgt in 85% der Fälle X-chromosomal, in 10-15% autosomal. Die Häufigkeit des X-chromosomalen AS wird auf 1:5.000 geschätzt. Hier finden sich deutliche Unterschiede der klinischen Ausprägung zwischen Männern und Frauen: männliche Patienten entwickeln oft bereits im frühen Erwachsenenalter eine terminale Niereninsuffizienz und/oder Taubheit. Mädchen/Frauen sind meist Konduktorinnen (Anlageträger), zeigen dabei aber ein breites Spektrum an Symptomen (unauffälliger Phänotyp bis hin zum Vollbild des AS) mit großer inter- und intrafamiliärer Variabilität. Insgesamt weisen aber ca. 30% der Patientinnen im Alter von 60 Jahren eine chronische Niereninsuffizienz auf. Ursächlich für diese große Variabilität könnte eine ungleiche X-Inaktivierung (Stilllegung der Transkription der Gene auf einem der beiden X-Chromosomen bei der Frau) sein. Bisher gibt es dazu nur unzureichende Daten aus Untersuchungen der X-Inaktivierung im Blut am Menschen und im Mausmodell. Die zu erwartende X-Inaktivierungs-Ratio von 1:1 kann dabei durch vielfältige Faktoren wie statistische Fluktuation, genetische Modifier oder Mutations-bedingte Selektionsvorteile oder Patientenalter verschoben sein. Es spielen zudem auch organspezifische Faktoren eine Rolle, so dass im Falle des AS insbesondere die X-Inaktivierung in den Nieren von Bedeutung ist.

Ziel des Projekts ist die Etablierung der Nierenzellisolierung aus Urin von weiblichen Alport-Patientinnen und die Bestimmung des X-Inaktivierungszustandes in diesen Zellen im Vergleich zu Blut. Bei den Patientinnen, von denen Nierenbiopsie-Material vorliegt, werden die Untersuchungen durch das nierenspezifische X-Inaktivierungsmuster ergänzt. Untersucht werden soll, ob Unterschiede im X-Inaktivierungsmuster bei Frauen die klinische Variabilität erklären können.

Kooperationspartner: PD Dr. Julia Höfele (Institut für Humangenetik, Technische Universität München (TUM), Klinikum rechts der Isar)