Hintergrund:
Die Messung der transepithelialen Potenzialdifferenz (PD) hat einen hohen Stellenwert in der CF-Diagnostik und -Forschung, wird aber bisher nur an einigen wenigen CF-Zentren in Deutschland durchgeführt. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, dieses elektrophysiologische Messverfahren durch Modifikationen der Methodik anderen Arbeitsgruppen leichter zugänglich zu machen und die Altersgrenze zu senken:
Es sollte geprüft werden, ob das international als Asthma-Medikament zugelassene Beta-2-Mimetikum Salbutamol anstelle des üblicherweise verwendeten Isoproterenol, das für die in-vivo-Anwendung am Menschen nicht zugelassen ist, ohne Wirkungseinbuße bezüglich der Stimulation von CFTR*-abhängigen Chloridkanälen eingesetzt werden kann. Ferner stellte sich die Frage, ob die Aktivierung alternativer Chlorionenkanäle im Rahmen der Diagnostik entbehrlich ist. Schließlich war die Frage, ob verlässliche PD-Bestimmungen nicht nur an der nasalen Mucosa, sondern auch in der Ampulla recti möglich sind, zumal sowohl im respiratorischen als auch im Rektum-Epithel CFTR in der apikalen Membran nachweisbar ist.
Methodik:
Zur Prüfung des Chloridkanal-stimulierenden Effekts von Salbutamol wurde in randomisierter Reihenfolge bei 25 Probanden ohne CF und bei 13 CF-Patienten im Alter von 14 bis 36 Jahren die Repolarisation der PD nach vorheriger Superfusion mit Amilorid und chlorfreier Lösung durch Superfusion mit Isoproterenol und Salbutamol gemessen.
Zur Klärung der Frage, ob die Stimulation alternativer Chlorionenkanäle im Rahmen der Diagnostik entbehrlich ist, wurde bei 23 gesunden Probanden und 19 CF-Patienten im Alter von 8 bis 53 Jahren die PD-Messung (nach Amilorid und Salbutamol) mit oder ohne vorherige Applikation chloridfreier Lösung durchgeführt.
An 56 gesunden Probanden und 12 CF-Patienten im Alter von 1 Monat bis 62 Jahren wurden mit Hilfe eines Otoskops für Pferde mit sonst gleichartigem Vorgehen die PD-Messung an der rektalen Schleimhaut durchgeführt, nachdem die Probanden zuvor mittels eines Miniklistiers oder eines Klysmas abgeführt worden waren; Säuglinge und Kleinkinder wurden bei Bedarf mit Esketamin / mit Chloralhydrat mild sediert.
Ergebnisse:
Der prozentuale Wiederanstieg der PD nach Applikation von Isoproterenol bzw. Salbutamol wies keine signifikanten Unterschiede auf. Die Repolarisation der Potenzialdifferenz nach Gabe beider Beta-2-Mimetika korrelierte signifikant (r= 0,86, p<0,01).
Bei Verzicht auf chloridfreie Lösung, und somit fehlender Aktivierung der calciumabhängigen alternativen Chloridkanäle, zeigte sich eine Repolarisation der PD nach Superfusion eines Beta-2-Mimetikums in der gleichen Größenordnung unabhängig von der vorherigen Gabe einer chloridfreien Lösung. Der prozentuale Wiederanstieg der PD mit Superfusion chloridfreier Lösung korrelierte eng mit demjenigen ohne vorherige Aktivierung der alternativen Chloridkanäle (r = 0,87; p < 0,001). Mit beiden Methoden war eine eindeutige Trennung zwischen einer Chlorionentransportstörung bei CF und einer regelrechten Funktion der CFTR*-abhängigen Chloridkanäle bei gesunden Probanden zu beobachten.Bei der rektalen PD-Messung zeigten sowohl die Basalwerte als auch die Potenzialdifferenzwerte nach Gabe von Amilorid keine wesentlichen Unterschiede im Vergleich zu den Werten der nasalen PD-Messung.
Die Differenzierung zwischen einer regelrechten Chloridsekretion bei Gesunden und einer defekten Chloridsekretion bei CF-Patienten war bei rektaler und nasaler PD-Messung gleichwertig. Der mediane Wiederanstieg der PD betrug bei den Gesunden nach Verabreichung von Salbutamol rektal 90,5 %, nasal 100,0 %, bei CF-Patienten rektal 0,0 %, nasal -4,2 %.
Fazit:
Der Nachweis, dass Salbutamol dem Isoproterenol hinsichtlich der Aktivierung der CFTR*-abhängigen Chloridkanäle ebenbürtig ist, führt zu einer wesentlichen organisatorischen Erleichterung bei der Durchführung der PD-Messung.Eine weitere Vereinfachung der PD-Messung ist durch den Verzicht auf gesonderte Testung mit chloridfreier Lösung möglich. Es stellte sich heraus, dass durch diese Modifikation die diagnostische Aussagekraft der Potenzialdifferenzmessung nicht reduziert wird. In der Routine-Diagnostik bedeutet dies eine Zeitersparnis von 6-7 Minuten. Dadurch wird die Anwendung der Superfusionsmethode bei jüngeren Kindern (ab einem Alter von 5-6 Jahren) erleichtert.
Eine weitere Senkung der Altersgrenze wurde durch die Einführung der rektalen PD-Messung erreicht. Diese ist als besonderer Fortschritt anzusehen, da sich damit auch im Säuglingsalter die CF-Diagnostik optimieren lässt.>____________________________________________________________ *CFTR: Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator
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