Mutationsanalysen bei hereditären Salzverlusttubulopathien

Der Begriff Bartter-Syndrom stellt den historisch bedingten Sammelbegriff für einige hereditäre Tubulopathien dar, denen eine chronische hypokaliämische metabolische Alkalose gemein ist. Heutzutage wird das Bartter-Syndrom in phänotypisch unterschiedliche Varianten aufgeteilt: 1. Die antenatale hyperkalziurische Form oder das Hyperprostaglandin-E-Syndrom (HPS), 2. das klassische Bartter-Syndrom (cBS), 3. die hypokalziurisch-hypomagnesiämische Variante oder Gitelman-Syndrom (GS) und 4. die antenatale hyperkalziurische Form (HPS) mit Taubheit (BSND-Bartter-syndrome with sensorineuronal deafness). Bezüglich des Erbgangs geht man aufgrund der familiären Häufung, der ausgeglichenen Geschlechterverteilung und des vermehrten Auftretens bei blutsverwandten (konsanguinen) Familien von einer autosomal-rezessiven Vererbung aus. Im Vordergrund der Arbeit stand die Mutationssuche und deren Analyse bei insgesamt 71 Patienten, von denen 34 das phänotypische Bild eines HPS und 22 das des cBS zeigten. 15 Patienten konnten klinisch keiner der beiden Gruppen eindeutig zugeordnet werden und wurden somit auf Mutationen in beiden unten angeführten Kanälen untersucht. Im ersten Teil wurde das Gen KCNJ1, welches für ROMK, einen apikal gelegenen Kaliumkanal im dicken Teil der Henleschen Schleife, kodiert, untersucht. Patienten mit Mutationen in diesem Kanal zeigen klinisch das Bild des HPS. Insgesamt konnten 19 relevante Mutationen beschrieben werden, wobei sich sowohl homozygote (5) als auch heterozygote (14) Mutationen fanden. Dabei handelte es sich um Punktmutationen (14), Deletionen (4) und eine Insertion. Im zweiten Teil der Arbeit wurde das ClC-Kb-Gen, welches für den basolateralen Chloridkanal ClC-Kb im dicken aufsteigenden Teil der Henleschen Schleife kodiert, untersucht. Patienten mit einem solchen Kanaldefekt lassen sich phänotypisch dem cBS zuordnen. Es fanden sich 9 relevante Mutationen. Auch hier fanden sich sowohl heterozygote (8) als auch homozygote (1) Mutationen, von denen fünf Punktmutationen und drei Deletionen waren. Eine Mutationen erscheint als eine Kombination aus einer Insertion, einer Deletion und einer Punktmutation. Das Hauptziel beider Mutationsanalysen war es, die Bedeutung von ROMK und ClC-Kb in Bezug auf die Pathogenese des HPS bzw. cBS zu unterstreichen. Die große Anzahl der beschriebenen relevanten Mutationen ist ein Beleg für die herausragende Rolle beider Kanäle hinsichtlich dieser Bedeutung. Ferner sollten mögliche Korrelationen der Art der Mutation mit dem Schweregrad der klinischen Ausprägung einer der beiden Phänotypen aufgezeigt werden. Dies war zum einem aufgrund der vorliegenden klinischen Daten zum anderen aufgrund der unmittelbar nach der Geburt begonnenen Behandlung der pränatal diagnostizierten Patienten in den meisten Fällen nicht in anderen nur bedingt möglich. Es bleibt festzustellen, dass nur bei einem Teil der Patienten des untersuchten Kollektivs Mutationen beschrieben werden konnten. Dies rechtfertigt die Annahme, dass neben den bislang beschriebenen Kandidatengenen für die verschiedenen Entitäten des Bartter-Syndroms noch mindestens ein weiteres Gen existiert

Cyclooxygenase-2 expression is associated with the renal macula densa of patients with Bartter-like syndrome

Cyclooxygenase-2 expression is associated with the renal macula densa of patients with Bartter-like syndrome.BackgroundBartter-like syndrome (BLS) is a heterogeneous set of congenital tubular disorders that is associated with significant renal salt and water loss. The syndrome is also marked by increased urinary prostaglandin E2 (PGE2) excretion. In rodents, salt and volume depletion are associated with increased renal macula densa cyclooxygenase-2 (COX-2) expression. The expression of COX-2 in human macula densa has not been demonstrated. The present studies examined whether COX-2 can be detected in macula densa from children with salt-wasting BLS versus control tissues.MethodsThe intrarenal distribution of COX-2 protein and mRNA was analyzed by immunohistochemistry and in situ hybridization in 12 patients with clinically and/or genetically confirmed BLS. Renal tissue rejected for transplantation, from six adult patients not affected by BLS, was also examined.ResultsThe expression of COX-2 immunoreactive protein was observed in cells of the macula densa in 8 out 11 patients with BLS. In situ hybridization confirmed the expression of COX-2 mRNA in the macula densa in 6 out of 10 cases. COX-2 protein was also detected in the macula densa in a patient with congestive heart failure. The expression of COX-2 immunoreactive protein was not observed in cells associated with the macula densa in kidneys from patients without disorders associated with hyper-reninemia.ConclusionThese studies demonstrate that COX-2 may be detected in the macula densa of humans. Since macula densa COX-2 was detected in cases of BLS, renal COX-2 expression may be linked to volume and renin status in humans, as well as in animals

Osteoarthritis of the knee – clinical assessments and inflammatory markers11Supported by a grant from the Robert Bosch Stiftung, Stuttgart, Germany.

AbstractObjective: The present cross sectional study was performed to test the hypothesis that in osteoarthritis (OA) of the knee severity of this disease is related to local levels of inflammatory metabolites and their corresponding enzymes.Methods: From 41 patients with OA of the knee (age range 45–79 years) undergoing arthroscopy blood, synovial fluid (SF) and synovial membrane (SM) were collected. Clinical conditions were primarily assessed by the WOMAC-index and radiographic grading (K&L-grade). Concentrations of PGE2, TxB2and NO2/3and that of IL-6, IL-1α, IL-1β, TNFα, COX-2 and iNOS were determined in SF and SM, respectively.Results: With advancing age K&L-grade and COX-2 in SM increased significantly (P=0.005 and P=0.01, respectively). TNFα and IL-1α were not detectable in SM samples. Apart from a correlation between PGE2and WOMAC-index (r=0.36, P=0.035) no significant relationships could be found between the various inflammatory parameters and any of the assessed clinical signs.Conclusions: Apparently no direct relationships exist between the measured markers of inflammation (e.g. PGE2, NO2/3) or the involved enzymes (e.g. COX-2, iNOS) and the severity of OA of the knee. The degenerative condition of this disease might be due to the more local, mainly mechanical injury with little systemic upset. However, further longitudinal studies are needed to clarify whether the assessed biochemical markers could serve as predictors for the progression of OA

Regulation of CLC-Ka/barttin by the ubiquitin ligase Nedd4-2 and the serum- and glucocorticoid-dependent kinases

Regulation of ClC-Ka/barttin by the ubiquitin ligase Nedd4-2 and the serum- and glucocorticoid-dependent kinases.BackgroundClC-Ka and ClC-Kb, chloride channels participating in renal tubular Cl− transport, require the coexpression of barttin to become functional. Mutations of the barttin gene lead to the Bartter's syndrome variant BSND, characterized by congenital deafness and severe renal salt wasting. Barttin bears a proline-tyrosine motif, a target structure for the ubiquitin ligase Nedd4-2, which mediates the clearance of channel proteins from the cell membrane. Nedd4-2 is, in turn, a target of the serum- and glucocorticoid-inducible kinase SGK1, which phosphorylates and, thus, inactivates the ubiquitin ligase. ClC-Ka also possesses a SGK1 consensus site in its sequence. We hypothesized that ClC-Ka/barttin is stimulated by SGK1, and down-regulated by Nedd4-2, an effect that may be reversed by SGK1 and its isoforms, SGK2 or SGK3.MethodsTo test this hypothesis, ClC-Ka/barttin was heterologously expressed in Xenopus oocytes with or without the additional expression of Nedd4-2, SGK1, SGK2, SGK3, constitutively active S422DSGK1, or inactive K127NSGK1.ResultsExpression of ClC-Ka/barttin induced a slightly inwardly rectifying current that was significantly decreased upon coexpression of Nedd4-2, but not the catalytically inactive mutant C938SNedd4-2. The coexpression of S422DSGK1, SGK1, or SGK3, but not SGK2 or K127NSGK1 significantly stimulated the current. Moreover, S422DSGK1, SGK1, and SGK3 also phosphorylated Nedd4-2 and thereby inhibited Nedd4-2 binding to its target. The down-regulation of ClC-Ka/barttin by Nedd4-2 was abolished by elimination of the PY motif in barttin.ConclusionClC-Ka/barttin channels are regulated by SGK1 and SGK3, which may thus participate in the regulation of transport in kidney and inner ear

Bartter- and Gitelman-like syndromes: salt-losing tubulopathies with loop or DCT defects

Salt-losing tubulopathies with secondary hyperaldosteronism (SLT) comprise a set of well-defined inherited tubular disorders. Two segments along the distal nephron are primarily involved in the pathogenesis of SLTs: the thick ascending limb of Henle’s loop, and the distal convoluted tubule (DCT). The functions of these pre- and postmacula densa segments are quite distinct, and this has a major impact on the clinical presentation of loop and DCT disorders – the Bartter- and Gitelman-like syndromes. Defects in the water-impermeable thick ascending limb, with its greater salt reabsorption capacity, lead to major salt and water losses similar to the effect of loop diuretics. In contrast, defects in the DCT, with its minor capacity of salt reabsorption and its crucial role in fine-tuning of urinary calcium and magnesium excretion, provoke more chronic solute imbalances similar to the effects of chronic treatment with thiazides. The most severe disorder is a combination of a loop and DCT disorder similar to the enhanced diuretic effect of a co-medication of loop diuretics with thiazides. Besides salt and water supplementation, prostaglandin E2-synthase inhibition is the most effective therapeutic option in polyuric loop disorders (e.g., pure furosemide and mixed furosemide–amiloride type), especially in preterm infants with severe volume depletion. In DCT disorders (e.g., pure thiazide and mixed thiazide–furosemide type), renin–angiotensin–aldosterone system (RAAS) blockers might be indicated after salt, potassium, and magnesium supplementation are deemed insufficient. It appears that in most patients with SLT, a combination of solute supplementation with some drug treatment (e.g., indomethacin) is needed for a lifetime

Die Einwilligungsfähigkeit bei Kindern. Ergebnisse einer empirischen Studie und zukünftige Forschungsperspektiven

Lohaus A, Albrecht R, Seyberth HW. Die Einwilligungsfähigkeit bei Kindern. Ergebnisse einer empirischen Studie und zukünftige Forschungsperspektiven. In: Brochhausen C, Seyberth HW, eds. Kinder in klinischen Studien – Grenzen medizinischer Machbarkeit?. Ethik in der Praxis / Kontroversen. Vol 14. Münster: Lit,; 2005: 165-181

Genotyp-/Phänotyp-Analyse und klinische Charakterisierung von 25 Familien mit familiärer Hypomagnesiämie mit Hyperkalziurie und Nephrokalzinose

Die familiäre Hypomagnesiämie mit Hyperkalziurie und Nephrokalzinose (FHHNC) ist eine autosomal rezessive renal-tubuläre Erkrankung, die häufig mit progredientem Nierenversagen assoziiert ist. Der primäre Defekt besteht in einer gestörten tubulären Reabsorption von Magnesium und Kalzium im dicken aufsteigenden Teil der Henle-Schleife (TAL) der Niere. Mutationen im CLDN16-Gen (früher PCLN1-Gen), welches für das renale Tight Junction Protein Claudin-16 kodiert, konnten als zugrunde liegender genetischer Defekt identifiziert werden. Die vorliegende Arbeit stellt umfassende klinische Daten und die Ergebnisse der CLDN16-Mutationsanalyse von 25 FHHNC-Familien mit 33 Betroffenen dar. Die Erkrankung manifestiert sich in der frühen Kindheit. Das mediane Alter bei Manifestation der Erkrankung liegt in unserem Kollektiv bei 3,5 Jahren. Hauptmanifestationssymptome sind Harnwegsinfekte, Polyurie und Hämaturie. Im Gegensatz zu anderen Tubulopathien ist die FHHNC durch eine gehäuft auftretende terminale Niereninsuffizienz in der frühen Adoleszenz charakterisiert. Bei Diagnosestellung ist bei 11 Patienten unseres Kollektivs die GFR bereits auf kleiner 60 ml/min/1,73 m2 reduziert. 12 Patienten zeigen im Verlauf eine terminale Niereninsuffizienz, im Median mit 14,5 Jahren. Die Therapie mit Magnesiumsalzen oder Thiaziddiuretika hat keinen Effekt auf die Progression der Niereninsuffizienz. Die Genotyp-Analyse ergibt außer bei drei Allelen CLDN16-Mutationen (94%) mit 15 verschiedenen Mutationen, wobei 8 neue Mutationen identifiziert werden konnten. Eine auffällige Häufung zeigt sich für die Mutation Leu151Phe mit 48% aller mutierten Allele und eine Haplotypen-Analyse weist auf einen Founder-Effekt für FHHNC-Patienten, die aus Deutschland und Osteuropa stammen, hin. Zunächst wurde angenommen, dass das humane Claudin-16-Gen für ein 305 Aminosäure langes Protein kodiert. Es finden sich aber zwei mögliche Startcodons (Methionin 1 und Methionin 71). Interspezies-Vergleiche von Claudin-16 und ein mit 16,7% gehäuft auftretender frameshift-Polymorphismus an Aminosäureposition 55 unterstützen die Hypothese, dass die Translation an Methionin 71 beginnt und das Claudin-16-Protein um 70 Aminosäuren kürzer ist. Eine Genotyp-Phänotyp-Korrelation bezüglich Erkrankungsverlauf und Fortschreiten der Niereninsuffizienz findet sich im Kollektiv dieser Arbeit nicht. Aber es existiert eine starke intrafamiliäre Konkordanz bezogen auf den Erkrankungsverlauf in der Mehrheit der Multiplex-Familien. Dies unterstützt die These, dass die verschiedenen CLDN16-Genotypen eine wichtige Rolle für das Fortschreiten der Niereninsuffizienz spielen. Erst kürzlich konnte für ein großes Kollektiv, das die 33 Patienten dieser Arbeit einschließt, gezeigt werden, dass manche CLDN16-Mutationen einen partiellen Funktionsverlust von Claudin-16 und andere einen kompletten Funktionsverlust bedingen. Patienten, deren Mutationen zu einem kompletten Funktionsverlust von Claudin-16 auf beiden Allelen führten, waren signifikant jünger bei Symptombeginn und zeigten eine deutlich schnellere Abnahme der Nierenfunktion. In 13 von 23 Familien des Kollektivs wird eine Hyperkalziurie und/oder Nephrolithiasis bei ansonsten gesunden Familienangehörigen beobachtet. Folglich scheinen heterozygote CLDN16-Mutationen eine Rolle bei hyperkalziurischer Nephrolithiasis zu spielen. Diese Beobachtung macht CLDN16 zu einem Kandidaten-Gen für familiäre Hyperkalziurie und familiären Formen von Urolithiasis