Einflüsse auf die Sputum-Deoxyribonucleinsäure bei Mukoviszidose (Zystische Fibrose)
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Zusammenfassung
Hintergrund Sputum von Mukoviszidose(cystic fibrosis, CF)-Patienten enthält ca. 3 15 g DNA/ml Sputum, die erheblich zur Viskositätserhöhung des Sputums beiträgt und somit eine Expektoration desselben erschwert. Überwiegend stammt die DNA aus zerfallenden polymorphkernigen neutrophilen Granulozyten (PMN). Seit Anfang der 90er Jahre wird rekombinante humane (rh)DNase I (Pulmozyme) bei CF-Patienten inhalativ verabreicht. Ziel ist dabei, die längerkettigen DNA-Fragmente zu spalten, somit die Viskosität des Sputums herabzusetzen und die Expektoration zu erleichtern. Die Erfolge dabei variieren jedoch von Patient zu Patient erheblich, so dass sich auch wegen der hohen Kosten des Medikamentes die Frage stellt, welche Kriterien für die Einleitung einer Inhalationstherapie mit DNase definiert werden sollten. Es liegen außerdem Untersuchungen vor, denen zufolge die Inhalation von DNase I zu einer Erhöhung der Elastaseaktivität im Sputum führen soll. Dies wäre bedenklich, da humane Neutrophilenelastase (HNE) maßgeblich an der Destruktion des Lungengewebes beteiligt ist. Eine weitere Überlegung ist, dass die Wirkung von rhDNase möglicherweise durch eine gleichzeitige inhalative Gabe von pulmonalem Surfactant verbessert werden könnte. Bevor entsprechende Untersuchungen in vivo erfolgen, war jedoch zu klären, ob beide Medikamente sich nicht eventuell gegenseitig inhibieren. Methoden Ziel war es, die PMN im Sputum durch eine nichtenzymatische Aufbereitung zu isolieren und zu quantifizieren. Bei 51 Sputumproben von Mukoviszidosepatienten wurden Messungen der DNA-Konzentration und der HNE-Aktivität durchgeführt. Dabei wurde die DNA-Konzentration nach enzymatischer Spaltung mit RNase A photometrisch bei 260 nm ermittelt. Die HNE-Aktivität wurde unter Verwendung von Suc-L-alanyl-L-valyl-4nitroanilid als spezifischem chromogenem Substrat gemessen. Zur Überprüfung der DNase-Aktivität in Abhängigkeit von unterschiedlichen Surfactantkonzentrationen wurden 5 Agarose-Gel-Elektrophoresen und an 6 Sputumproben von CF-Patienten Kompressibilitätsmessungen durchgeführt. Um zu beurteilen, ob die oberflächenaktive Wirkung von Surfactant durch rhDNase beeinflusst wird, wurden Adsorptions- und dynamische Messungen der Surfactantaktivität in Anwesenheit unterschiedlicher DNase-Konzentrationen an einem Pulsating Bubble Surfactometer durchgeführt. Ergebnisse Mit dem methodischen Ansatz einer nichtenzymatischen Aufbereitung war es nicht in jedem Falle möglich, das Sputum von Mukoviszidosepatienten homogen zu suspendieren. Auf der Grundlage dieser Methode war deshalb eine zuverlässige Quantifizierung der PMN nicht zu erreichen. Die Untersuchungen ließen keinen eindeutigen Zusammenhang zwischen DNase-Therapie und Höhe der Elastaseaktivität erkennen, insbesondere ergab sich auch kein Hinweis, dass eine DNase-Therapie zu einer (potentiell nachteiligen) Erhöhung der Elastaseaktivität führen würde. Die Kompressibilitätsmessungen und die Messungen am Pulsating Bubble Surfactometer ergaben keine statistisch signifikanten Hinweise auf eine Inhibition der DNase-Wirkung bei Zugabe von Surfactant und umgekehrt. Eine gegenseitige Inhibition der Wirkung von DNase und Surfactant konnte durch unsere Untersuchungen im Rahmen dieser Arbeit für Pulmozyme und das in Deutschland sehr verbreitete Surfactantpräparat Alveofact ausgeschlossen werden. Schlussfolgerung Eine nichtenzymatische Aufbereitung des Sputum von Mukoviszidosepatienten ermöglicht keine zuverlässige Quantifizierung der PMN, was wiederum bedeutet, dass auf diese Weise kein Kriterium für den Beginn einer Therapie mit Pulmozyme etabliert werden konnte. Die Ergebnisse unterstützen die These, dass die Inhalation von rekombinanter humaner DNase I nicht zu einer Erhöhung der HNE führt. Eine Pulmozyme-Therapie erscheint daher diesbezüglich unbedenklich. Eine gemeinsame inhalative Verabreichung von Pulmozyme und Alveofact ist problemlos möglich, da sich kein Hinweis für eine gegenseitige Inhibition der beiden Medikamente fand. Weiterführende klinische Studien zur Überprüfung einer eventuell verbesserten Wirkung von Pulmozyme bei Kombination mit Alveofact sind daher sinnvoll und wünschenswert.Verknüpfung zu Publikationen oder weiteren Datensätzen
Beschreibung
Anmerkungen
Erstpublikation in
Ped. Pulm., Suppl. 14 (1997), 243; Pneumologie, 52 (1998) , S79:P128