Untersuchung des CARD15-Gens in Patienten mit Morbus Crohn, Colitis ulcerosa und Colitis indeterminata und Korrelation des Genotyps mit dem Phänotyp

Die Untersuchung genetischer Prädispositionsfaktoren in der Ätiologie der chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen (CED) führte zur Identifikation von zahlreichen so genannten Suszeptibilitätsgenen, die eine Rolle in der Pathophysiologie der CED spielen könnten. Im Jahre 2001 wurde das so genannte NOD2-/CARD15-Gen in der perizentrischen Region des Chromosoms 16 identifiziert. Drei Hauptmutationen in diesem 12 Exons umfassenden Gen konnten mit einem Morbus Crohn (MC) assoziiert werden (c.2104C>T (p.R702W) in Exon 4, c.2722G>C (p.G908R) in Exon 8 und c.3020insC (p.1007fs) in Exon 11). Ist ein Allel durch eine dieser Mutationen verändert, so ist im Vergleich zur Normalbevölkerung das relative Risiko, an einem Morbus Crohn zu erkranken, ungefähr dreimal so hoch. Im Falle einer Veränderung beider CARD15-Allele steigt das Erkrankungsrisiko sogar um das 30 bis 40fache. Weiterhin konnte in klinischen Studien gezeigt werden, dass diese CARD15-Mutationen mit einer rascheren Progression der Erkrankung und mit einem penetrierenden und stenosierenden Verlauf assoziiert sind. Ziel der im Rahmen dieser Doktorarbeit durchgeführten Studien war es, die genetischen Analysen für den Kliniker nutzbar zu machen und die Bedeutung der Genotypisierung in der klinischen Diagnostik und Therapieplanung genauer zu definieren. Ein weiteres Hauptinteresse war die Identifizierung genetisch determinierter Subpopulationen von CED-Patienten, die ein homogenes Krankheitsbild aufweisen. Da sich in verschiedenen Studien zeigte, dass gerade homozygote und zusammengesetzt heterozygote Merkmalsträger von CARD15-Mutationen unter einer besonders schweren CED leiden, sollte eine effektive und auch in der täglichen Routine leicht anwendbare Detektionsstrategie entwickelt werden, um solche Patienten einfach identifizieren zu können. Durch die Untersuchung der drei Hauptmutationen des CARD15-Gens (p.R702W, p.G908R und p.1007fs) bei 445 CED-Patienten und eine anschließend durchgeführte Genotyp-Phänotyp-Korrelation konnte solch eine Population von Hochrisiko-Patienten identifiziert werden, die für die Insertionsmutation p.1007fs homozygot war. Dabei handelt es sich um die größte je in der Literatur veröffentlichte Subkohorte von MC-Patienten (n = 19) mit diesem Genotyp, die durch ein sehr homogenes Krankheitsbild charakterisiert war. Alle Betroffenen litten unter einem progressiv verlaufenden Morbus Crohn mit der häufigen Notwendigkeit einer operativen Intervention, und sie mußten mit Immunsuppressiva behandelt werden, um eine Remission der Erkrankung zu erreichen. In einer weiteren Studie wurde eine zweite Subgruppe von CED-Patienten identifiziert, die ebenfalls unter einer raschen Progression der Erkrankung litt. Es handelte sich dabei um zusammengesetzt heterozygote Merkmalsträger, deren zweite, seltenere Mutation durch eine limitierte DNA-Sequenzanalyse der Exons 4, 5, 6, 8 und 11 des CARD15-Gens detektiert werden konnte. Durch diese Detektionsstrategie war es theoretisch möglich, bis zu 96,6 % der bis dahin beschriebenen mutierten Allele effektiv zu identifizieren. Von den acht neuen CARD15-Varianten spielt die Mehrheit wahrscheinlich eine Rolle in der Pathophysiologie der CED. Im Rahmen einer ebenfalls am Universitätsklinikum München-Grosshadern durchgeführten prospektiven doppelblinden Studie sollte anschließend anhand des Phänotyps der CED-Patienten der assoziierte Genotyp vorhergesagt werden. Hierbei konnte die Insertionsmutation p.1007fs als Vorhersagewert für einen stenosierenden Verlauf des Morbus Crohn im terminalen Ileum identifiziert werden. Trotz kontroverser Diskussionen über den wirklichen Nutzen und die Konsequenzen der Kenntnis des CARD15-Mutationsstatus eines CED-Patienten im klinischen Alltag, d. h. für die Diagnostik und eventuell für die weitere Therapieplanung, scheint bei Betrachtung der Ergebnisse der im Rahmen dieser Doktorarbeit durchgeführten Studien eine Genotypisierung von CED-Patienten durchaus sinnvoll zu sein. Angesichts der Häufigkeiten und der Lokalisation der CARD15-Mutationen ist sicherlich eine initiale Fokussierung auf die drei Hauptmutationen des CARD15-Gens (p.R702W, p.G908R und p.1007fs) zum Beispiel mittels RLFP-Analysen sinnvoll. Eine Untersuchung weiterer Regionen des CARD15-Gens durch Sequenzierung der DNA ist vorzugsweise bei Patienten angebracht, die sich bereits in jungen Jahren mit einem schweren Krankheitsbild präsentieren. Insgesamt können nur etwa 20 % der genetischen Prädisposition für einen Morbus Crohn durch CARD15-Mutationen erklärt werden, wobei zwischen 35 und 45 % der MC-Patienten Träger von CARD15-Mutationen sind. Demzufolge müssen Veränderungen in weiteren Suszeptibilitätsgenen für die genetische Prädisposition verantwortlich sein. Seit der Erstbeschreibung des CARD15-Gens wurden dementsprechend weitere Gene bzw. Genveränderungen beschrieben, die ebenfalls eine Rolle in der Entstehung einer CED spielen könnten. DLG5, SCL22A4 und SLC22A5, Gene der HLA-Region, CARD4 und TLR4 sind solche potentiellen Suszeptibilitätsgene

Rate and Predictors of Mucosal Healing in Patients with Inflammatory Bowel Disease Treated with Anti-TNF-Alpha Antibodies

Objective: Mucosal healing (MH) is an important treatment goal in patients with inflammatory bowel disease (IBD),but factors predicting MH under medical therapy are largely unknown. In this study, we aimed to characterize predictive factors for MH in anti-TNF-alpha antibody-treated IBD patients. Methods: We retrospectively analyzed 248 IBD patients (61.3% CD, 38.7% UC) treated with anti-TNF-alpha antibodies (infliximab and/or adalimumab) for MH, defined as macroscopic absence of inflammatory lesions (Mayo endoscopy score 0 or SES-CD score 0) in colonoscopies which were analyzed before and after initiation of an anti-TNF-alpha antibody treatment. Results: In patients treated with only one anti-TNF-alpha antibody ("TNF1 group",n = 202), 56 patients (27.7%) achieved complete MH at follow-up colonoscopy (median overall follow-up time: 63 months). In a second cohort (n = 46), which comprised patients who were consecutively treated with two anti-TNF-alpha antibodies ("TNF2 group"), 13 patients (28.3%) achieved complete MH (median overall follow-up time: 64.5 months). Compared to patients without MH, CRP values at follow-up colonoscopy were significantly lower in patients with MH (TNF1 group: p = 8.35x10(-5); TNF2 group: p = 0.002). Multivariate analyses confirmed CRP at follow-up colonoscopy as predictor for MH in the TNF1 group (p = 0.012). Overall need for surgery was lower in patients with MH (TNF1 group: p = 0.01; TNF2 group: p = 0.03). Conclusions: We identified low serum CRP level at follow-up colonoscopy as predictor for MH, while MH was an excellent negative predictor for the need for surgery

Development of a uniform, very aggressive disease phenotype in all homozygous carriers of the NOD2 mutation p.Leu1007fsX1008 with Crohn's disease and active smoking status resulting in ileal stenosis requiring surgery

Background: NOD2variants are the strongest genetic predictors for susceptibility to Crohn's disease (CD). However, the clinical value ofNOD2on an individual patient level remains controversial. We aimed to define the predictive power of the majorNOD2mutations regarding complicated CD in a large single center cohort. Methods 1076 CD patients were prospectively genotyped for the three common CD-associatedNOD2mutations rs2066844, rs2066845, and rs2066847, followed by detailed genotype-phenotype analyses. Results Overall, 434 CD patients (40.3%) carried at least one of the three mainNOD2mutations. A significantly higher minor allele frequency (15.6%) of theNOD2frameshift mutation p.Leu1007fsX1008 (rs2066847) was seen in patients with aggressive disease compared to 8.2% in patients with mild disease (p = 2.6 x 10(-5)). Moreover, a total of 54 CD patients (5.0%) were homozygous for thisNOD2frameshift mutation. 100% of these patients had ileal disease compared to 82% ofNOD2wild-type carriers (p<0.0001). In homozygous carriers of theNOD2frameshift mutation, 87% presented with ileal stenosis, 68.5% had fistulas, and 72.2% required CD-related surgery despite immunosuppressive therapy in 87% of these patients. All homozygous carriers of the 1007fs mutation who were active smokers had ileal stenosis and required CD-related surgery. Conclusion Homozygosity for Leu1007fsX1008 is an excellent biomarker for predicting complicated CD on an individual patient level. Active smoking and homozygosity for this mutation is associated with a 100% risk for developing ileal stenosis requiring CD-related surgery. In these patients, smoking cessation and early initiation of immunosuppressive strategies may be beneficial

Iron Status and Analysis of Efficacy and Safety of Ferric Carboxymaltose Treatment in Patients with Inflammatory Bowel Disease

Background and Aims:We analyzed iron deficiency and the therapeutic response following intravenous ferric carboxymaltose in a large single-center inflammatory bowel disease (IBD) cohort. Methods: 250 IBD patients were retrospectively analyzed for iron deficiency and iron deficiency anemia. A subgroup was analyzed regarding efficacy and side effects of iron supplementation with ferric carboxymaltose. Results: In the cohort (n = 250), 54.4% of the patients had serum iron levels 60 mu g/dl, 61.6% had ferritin >100 ng/ml, and 90.7% reached Hb >12/13 g/dl at follow-up (p < 0.0001 for all parameters vs. pretreatment values). The most frequent adverse event was a transient increase of liver enzymes with male gender as risk factor (p = 0.008, OR 8.62, 95% CI 1.74-41.66). Conclusions: Iron deficiency and anemia are frequent in IBD patients. Treatment with ferric carboxymaltose is efficious, safe and well tolerated in iron-deficient IBD patients. Copyright (C) 2011 S. Karger AG, Base

The genetic basis for PRC1 complex diversity emerged early in animal evolution

Polycomb group proteins are essential regulators of developmental processes across animals. Despite their importance, studies on Polycomb are often restricted to classical model systems and, as such, little is known about the evolution of these important chromatin regulators. Here we focus on Polycomb Repressive Complex 1 (PRC1) and trace the evolution of core components of canonical and non-canonical PRC1 complexes in animals. Previous work suggested that a major expansion in the number of PRC1 complexes occurred in the vertebrate lineage. We show that the expansion of the Polycomb Group RING Finger (PCGF) protein family, an essential step for the establishment of the large diversity of PRC1 complexes found in vertebrates, predates the bilaterian–cnidarian ancestor. This means that the genetic repertoire necessary to form all major vertebrate PRC1 complexes emerged early in animal evolution, over 550 million years ago. We further show that PCGF5, a gene conserved in cnidarians and vertebrates but lost in all other studied groups, is expressed in the nervous system in the sea anemone Nematostella vectensis, similar to its mammalian counterpart. Together this work provides a framework for understanding the evolution of PRC1 complex diversity and it establishes Nematostella as a promising model system in which the functional ramifications of this diversification can be further explored

A comparison of methods for the determination of optical constants of thin films

Three methods for the determination of the optical constants and thickness of thin films using spectrophotometric measurements have been compared. The methods were applied to simulated and experimental amorphous germanium films with several thicknesses. The determination of film thickness is better than by using a mechanical profilometer. The characteristics and range of application of each method are discussed with both simulated and experimental spectra. © 1992.This work has been partially supported by >Dlrec- ci6n General de Investigaci6n Cientifica y T6cnica> (CICYT) under the project M A T 88-0437.Peer Reviewe

Safety of perioperative treatment with biologics in patients with inflammatory bowel disease undergoing bowel surgery: Experience from a large urban center.

Background and aimsRisks of peri- and postoperative complications after bowel surgery in patients with inflammatory bowel disease (IBD) receiving biologics are still discussed controversially. We therefore addressed the safety of different biologics that were applied in our IBD center before surgery.MethodsData of IBD patients who underwent bowel resections between 2012 and 2022 at our hospital were analyzed retrospectively. Exposure to biologics was defined by receiving biologics within 12 weeks before resective abdominal surgery. Safety considerations included minor complications, such as infections and wound healing disorders and major complications, e.g., anastomotic insufficiency or abscess formation.ResultsA total of 447 IBD patients (334 with Crohn's disease, 113 with ulcerative colitis), 51.9% female, were included and followed for a median follow-up of 45 months [range 0-113]. A total of 73.9% (326/447) were undergoing medical treatment at date of surgery, 61.5% (275/447) were treated with biologics within 3 months and 42.3% (189/447) within 4 weeks before surgery. Most surgeries (97.1%) were planned electively and 67.8% were performed laparoscopically. Major and minor complications occurred in 20.8% (93/447) of patients. Serious complications were rare: Six patients had acute postoperative bleeding, one CD patient developed peritonitis and two CD patients died postoperatively. After adjusting for age, disease duration, disease activity, Montreal classification, and medical treatment at date of surgery, no significant differences were observed regarding complications and exposure to biologics.ConclusionsThis retrospective single center study of 447 IBD patients goes to demonstrate that perioperative use of biologics is not associated with a higher risk of complications