Was ist Mukoviszidose?

Mukoviszidose ist eine vererbte, lebensbedrohliche Erkrankung. Sie schädigt die Lunge und verursacht Verdauungsprobleme. Etwa 30.000 Erwachsene und Kinder in den USA leiden an Mukoviszidose.

Früher ging man davon aus, dass Menschen mit Mukoviszidose nicht älter als 13 Jahre werden würden. Heute wird Mukoviszidose früher diagnostiziert und besser behandelt. Dadurch können Betroffene ein erfülltes Leben bis in ihre 30er, 40er und darüber hinaus führen.

Die Erkrankung betrifft die Zellen, die Schleim, Schweiß, Speichel und Verdauungssäfte produzieren. Bei Menschen mit Mukoviszidose sind diese Sekrete dickflüssig und klebrig. Anstatt die Oberflächen, auf denen sie sich befinden, zu glätten, verstopfen sie Gänge und Kanäle, insbesondere in Lunge und Bauchspeicheldrüse. Atemversagen ist die gefährlichste Komplikation der Mukoviszidose.

Symptome der Mukoviszidose

Es gibt über 1.000 Mutationen des Gens für Mukoviszidose. Die Krankheit betrifft nahezu alle Drüsen des Körpers, die Flüssigkeiten in einen Ausführungsgang abgeben. Auch viele Organe sind betroffen. Zu den Symptomen der Mukoviszidose gehören:

• Der Schleim verstopft die kleinen Atemwege der Lunge, die sich dadurch entzünden und manchmal auch infizieren.
• Häufige Nasennebenhöhlenentzündungen, weil sich die Nasennebenhöhlen mit zähem Schleim füllen.
• Die Lymphknoten schwellen an.
• Dickflüssige Sekrete können die Gallengänge in der Leber verstopfen, was zu Schwellungen, Entzündungen, Leberzirrhose und möglicherweise zum Platzen von Venen in der Speiseröhre führen kann.
• Die Gallenblase kann verstopft sein
• Dickflüssige Sekrete können die Bauchspeicheldrüse vollständig blockieren, sodass Verdauungsenzyme nicht in den Darm gelangen und es zu Nährstoffmängeln kommt.
• Zähflüssige Sekrete, die bei manchen Neugeborenen operativ entfernt werden müssen, können den Dünndarm blockieren (Mekoniumileus). 15–20 % der Neugeborenen mit Mukoviszidose weisen diese Blockade auf.

Weitere mögliche Symptome der Mukoviszidose

• Ein großer Appetit, der nicht zu einer Gewichtszunahme führt
• Verzögerte Pubertät
• Übermäßiges Schwitzen bei heißem Wetter oder während eines Fiebers (erhöhtes Dehydrationsrisiko)
• Häufige Lungen- oder Atemwegsinfektionen und ein erhöhtes Risiko eines Lungenkollapses
• Fettige, sperrige Hocker
• Verlust der körperlichen Ausdauer
• Anhaltender Husten, der manchmal Schleim produziert
• Haut, die sehr salzig schmeckt oder Salzkristalle enthält
• Keuchen oder Atemnot

Eines der ersten Anzeichen bei einem Säugling ist eine langsame Gewichtszunahme nach der Geburt aufgrund eines Mangels an Pankreasenzymen. Fast die Hälfte der Kinder mit Mukoviszidose wird aufgrund von häufigem Husten, pfeifenden Atemgeräuschen und Atemwegsinfektionen diagnostiziert.

Mit der Zeit nimmt der Brustkorb eine tonnenförmige Gestalt an, die Fingerspitzen vergrößern sich, und die Haut unter den Nägeln kann bläulich erscheinen. Zu den ernährungsbedingten Komplikationen können Nachtblindheit, Rachitis, Anämie und Blutgerinnungsstörungen gehören. Etwa 15 % der Erwachsenen entwickeln Diabetes, der eine Insulintherapie erfordert. Mehr als 95 % der Männer sind unfruchtbar, und Frauen können Schwierigkeiten haben, eine Schwangerschaft auszutragen.

Ursachen und Risikofaktoren

Mukoviszidose wird durch ein defektes Gen verursacht, das den Salztransport durch die Zellmembranen beeinträchtigt. Menschen mit einer Kopie des Gens sind Träger, ohne Symptome zu zeigen. Wer zwei defekte Kopien erbt, erkrankt an Mukoviszidose. Die Krankheit tritt bei Weißen häufiger auf als bei Afroamerikanern, ist bei asiatisch-amerikanischen Kindern selten und betrifft beide Geschlechter gleichermaßen.

Diagnose

Über 80 % der Fälle werden bis zum dritten Lebensjahr diagnostiziert. Zu den Tests gehören:

• Schweißtest: Misst den Salzgehalt im Schweiß
• Neugeborenen-Bluttest: Misst das Verdauungsenzym Trypsin
• Gentests: Bestätigen bestimmte Mutationen
• Stuhlanalyse auf Enzym- oder Fettgehalt
• Blutzuckertest
• Lungenfunktionstests
• Röntgenaufnahmen des Brustkorbs
• CT-Scans

Behandlung

Eine Heilung gibt es noch nicht. Die Behandlung konzentriert sich darauf, Komplikationen wie Lungenentzündungen oder Verdauungsprobleme zu verhindern.

Die Lungenpflege kann Folgendes umfassen:

• Physiotherapie für den Brustkorb
• Schleimverdünnende Medikamente (z. B. Pulmozyme®)
• Aerosol-Antibiotika (z. B. Tobramycin)
• Azithromycin zur Behandlung chronischer Infektionen

Zur Verdauungspflege können folgende Aspekte gehören:

• Pankreasenzymersatz zu jeder Mahlzeit
• Verdoppeln Sie die empfohlene Tagesdosis an fettlöslichen Vitaminen (A, D, E, K).

Kinder benötigen psychologische und soziale Unterstützung. Impfungen gegen Lungenentzündung werden empfohlen. Es können weitere Komplikationen wie Diabetes und Osteoporose auftreten. In schweren Fällen können eine Operation, eine Lebertransplantation oder eine doppelte Lungentransplantation erforderlich sein.

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Wie die Ussing-Kammersysteme von Physiologic Instruments die Mukoviszidoseforschung voranbringen

Mukoviszidose (zystische Fibrose, CF) ist eine lebensbedrohliche Erbkrankheit, die durch Mutationen im CFTR-Gen verursacht wird. Diese Mutationen beeinträchtigen den Transport von Chlorid- und Bicarbonat-Ionen durch die Epithelzellen. Die daraus resultierende Störung führt zu zähem, klebrigem Schleim in Lunge, Bauchspeicheldrüse und anderen Organen und verursacht so die schweren Atemwegs- und Verdauungsbeschwerden, die mit der Krankheit einhergehen.

Obwohl es noch keine Heilung gibt, wurden die wissenschaftlichen Fortschritte beim Verständnis und der Behandlung von Mukoviszidose durch präzise Laborinstrumente – darunter die Ussing-Kammer-Systeme von Physiologic Instruments – beschleunigt.

Direkte Messung der CFTR-Funktion

Ussing-Kammern ermöglichen es Forschern, lebendes Epithelgewebe oder kultivierte Zellschichten zwischen zwei flüssigkeitsgefüllten Kammern zu platzieren und so das Körperinnere und -äußere zu simulieren. Durch Messung des Kurzschlussstroms (Isc) und des transepithelialen Widerstands (TER) können Wissenschaftler feststellen, wie gut Chlorid- und Bicarbonat-Ionen die Zellschicht passieren – ein direkter Indikator für die CFTR-Funktion.

Testen potenzieller Therapien

Viele moderne CF-Medikamente, wie beispielsweise CFTR-Modulatoren, zielen darauf ab, den Ionentransport zu korrigieren oder zu verbessern. Mithilfe einer Ussing-Kammer können Forscher:

• Ermittlung eines Ausgangswerts der CFTR-Aktivität im erkrankten Gewebe

• Neue Arzneimittelkandidaten anwenden

• Quantifizierung der Verbesserungen des Ionentransports nach der Behandlung

Dieser Ansatz bestätigt, ob eine Therapie die CFTR-Funktion effektiv wiederherstellt.

Personalisierte Medizin im Einsatz

Mithilfe von patienteneigenen Organoiden (Miniaturversionen von Gewebe, die aus Stammzellen gezüchtet werden) können Ussing-Kammern testen, wie die Zellen eines Individuums auf verschiedene Medikamentenkombinationen reagieren. Dies kann Ärzten und Forschern helfen, Behandlungen auf die spezifische genetische Mutation einer Person abzustimmen.

Auswirkungen auf die Zukunft der Mukoviszidose-Behandlung

Daten aus Ussing-Kammer-Experimenten unterstützen die Arzneimittelentwicklung, Zulassungsanträge und klinische Entscheidungen und tragen dazu bei, vielversprechende Therapien schneller zu den Patienten zu bringen. Durch die Ermöglichung präziser und reproduzierbarer Messungen des epithelialen Ionentransports leisten die Systeme von Physiologic Instruments einen wichtigen Beitrag zu den weltweiten Bemühungen, Mukoviszidose zu verbessern und eines Tages zu heilen.