Mukoviszidose und ihre Ursachen

Definition und grundlegende Mechanismen der Krankheit

Mukoviszidose ist eine erbliche Stoffwechselerkrankung, die in erster Linie die Lunge, die Bauchspeicheldrüse, den Dünndarm und die Leber schädigt und dadurch Krankheiten hervorruft.

Die Mukoviszidose-Ursache ist ein angeborener Defekt an den sekretbildenden Drüsenzellen, der bewirkt, dass der von ihnen produzierte Schleim zäh und dickflüssig wird. Das erschwert seinen Abtransport über die Atemwege und die Sekrettransportwege der Organe und es kommt zum Sekretstau. Die Folge sind chronischer Husten sowie immer wieder auftretende Infekte, die zu einer Verschlechterung der Organfunktionen führen können.

Erste Funktionsstörungen der Organe von Mukoviszidose zeigen sich schon bei Neugeborenen. Nur bei wenigen Betroffenen wird die Erkrankung erst in der Jugend oder im Erwachsenenalter festgestellt.

Auswirkungen auf die Lunge

Durch häufige Entzündungen und die damit verbundenen Schäden an den Lungenbläschen verliert das Organ nach und nach die Fähigkeit, das Blut mit Sauerstoff anzureichern.

Bei einigen Mukoviszidose-Patienten kommt es schon im jugendlichen Alter zum sogenannten Pneumothorax, dem Zusammenfall eines Lungenflügels. Hierbei handelt es sich um einen medizinischen Notfall, der einer Behandlung im Krankenhaus bedarf.

Ist die Lunge teilweise von den Sekreten verstopft, steigt der Widerstand für den Blutfluss. Dadurch nimmt die Arbeitslast für das Herz zu. In besonders schweren Fällen kann die Belastung so stark sein, dass nur noch eine Herz-Lungen-Transplantation das Leben des Patienten retten kann.

Auswirkungen auf die Bauchspeicheldrüse

Circa 80 Prozent der Menschen mit Mukoviszidose leiden unter einer reduzierten Funktionstüchtigkeit der Bauchspeicheldrüse und Mangel an Gallensekretion der Leber. Das Organ gibt zu wenig oder keine zur Verdauung nötigen Enzyme in den oberen Darm ab. Dadurch können vor allem Nahrungsfette nicht verdaut werden in Kombination mit der fehlenden Gallenflüssigkeit.

Hieraus entstehen gastrointestinale Probleme wie Bauchschmerzen, Durchfall oder Verstopfung, fettige oder schleimige Stühle, Gewichtsverlust und Nährstoffmangel bis hin zur Mangelernährung.

Schädigt die Erkrankung die Insulin-produzierenden Inselzellen der Bauchspeicheldrüse, ist der Körper nicht mehr in der Lage, den Blutzuckerspiegel zu kontrollieren. Dadurch entsteht Diabetes. ¹

Die cystische Fibrose ist eine Erbkrankheit. Sie entsteht aufgrund eines Fehlers auf dem Chromosom 7, der ein Gen namens Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator (CFTR-Gen) betrifft.

Erbgang und genetische Grundlagen der Mukoviszidose

Die Mukoviszidose-Erkrankung wird autosomal rezessiv vererbt. Das bedeutet, dass sich die Störung nur bemerkbar macht, wenn zwei fehlerhafte Kopien des defekten CFTR-Gens vorhanden sind, eine von der Mutter und eine vom Vater. Sind beide Eltern Träger des Gendefekts, liegt die Wahrscheinlichkeit für eine Fibrose beim Kind bei 25 Prozent. Ist einer der Eltern Träger und der andere an Mukoviszidose erkrankt, steigt die Wahrscheinlichkeit für die Weitergabe des CFTR-Gens von beiden Eltern auf 50 Prozent.

Veränderung durch die Mutationen vom Erbgut

Das fehlerhafte CFTR-Gen bewirkt einen falschen Aufbau eines Proteins, das normalerweise den Chlorid-Transport durch die Zellwände steuert. Dadurch gelangt weniger bis kein Chlorid aus den Zellen heraus. In den Zellen bildet sich mehr Salz, das wiederum Wasser in die Zellen zieht.

Dieser gestörte Salz-Wasser-Haushalt führt zu einer vermehrten Produktion von Schleim und einer Verfestigung vom Schleim außerhalb der Zellen. Die fehlerhafte Erbinformation betrifft jede Zelle vom Körper. Dieser Defekt wirkt sich jedoch nur bei einer Zelle des Körpers aus, die Sekret produziert. Dazu zählen:

• die Bauchspeicheldrüse und andere Speicheldrüsen

• die Drüsen in der Lunge, verantwortlich für Schleimproduktion

• die Verdauungsdrüsen im Darm

• die Schweißdrüsen ²

Mittlerweile sind mehr als 2.000 verschiedene Mutationen des „Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance“-Gens bekannt. Die weitaus häufigste Variante trägt den Namen F508del. ³

Obwohl die Ursache der Mukoviszidose im Erbgut zu finden ist, gibt es einige Umweltaspekte, die sich nachteilig auf die Symptome und den Verlauf der Stoffwechselerkrankung auswirken können. Hierzu gehören neben Faktoren wie Luftverschmutzung oder Passivrauchen auch Keime aus der Umwelt und ungünstige klimatische Bedingungen.

Insbesondere Krankheitserreger, die sich in Feuchträumen wie Waschräumen, Duschen, Toiletten und Schwimmbädern, aber auch in gemeinsam benutzten Handtüchern vermehren, bedeuten für Mukoviszidose-Patienten eine Gefahr. Problematisch sind geschlossene Räume, in denen viele Menschen zusammenkommen, da hier vermehrt Keime in der Raumluft konzentriert sind.

Im Freien bilden Schnittgras, Heu und Stroh einen Nährboden für Schimmelpilze. Kompost und Biomüll können ebenfalls eine hohe Keimbelastung aufweisen. Gleiches gilt für Tiere, die unterschiedlichste Krankheitserreger in sich tragen können. ⁴

Positive Effekte von Klima und Lebensstil auf Lebenserwartung

Positiv auswirken kann sich ein mehrwöchiger Aufenthalt in einem milden, mediterranen Klima. Der Mukoviszidose e. V. - Bundesverband Cystische Fibrose (CF) bietet spezielle Klimamaßnahmen für Mukoviszidose-Patienten an. ⁵

Des Weiteren können Betroffene von einer ausgewogenen, energieangepassten Ernährung und einer regelmäßigen sportlichen Betätigung profitieren.

Ziele der Mukoviszidose-Forschung

Das Hauptaugenmerk der Mukoviszidose-Forschung liegt auf dem Verstehen der Veränderung der DNA als Mukoviszidose-Ursache. Mit den gewonnenen Erkenntnissen wollen die Wissenschaftler neue therapeutische Ansätze für Mukoviszidose finden, um die Diagnostik, das Monitoring und die Behandlungsmöglichkeiten zu optimieren und Funktionsstörungen und Schäden an den Organen möglichst zu vermeiden. Das Verständnis der Funktion des CFTR-Gens, welches den CFTR Kanal kodiert, gehört ebenso zum Inhalt der Forschungen wie die besondere mikrobielle Besiedlung der Atemwege von Menschen mit Mukoviszidose. ⁷

Therapieansätze: Von Symptombehandlung zur Ursachenbekämpfung

Nachdem sich die Mukoviszidose-Therapie in der Vergangenheit mangels besserer Alternativen auf die Bekämpfung der Symptome wie Atemnot und begleitende Erkrankungen wie Infektionen der Bronchien beschränken musste, gibt es mittlerweile Therapieansätze, die speziell auf die Mukoviszidose-Ursache ausgerichtet sind. Im Vordergrund steht dabei die Wiederherstellung der Funktion des CFTR-Gens durch sogenannte CFTR-Gen-Modulatoren. Seit August 2020 ist in Europa die Triple-Therapie Kaftrio zugelassen, eine Kombination aus den Korrektoren Elexacaftor und Tezacaftor und dem Potentiator Ivacaftor. Diese eignet sich für CF-Patienten ab zwei Jahren und kommt damit mittelfristig für circa 85 Prozent der Mukoviszidose-Betroffenen infrage. ⁸

Forschung an Mukoviszidose und Zukunftsperspektiven

Auch auf genetischer Ebene der Fibrose wird weitergeforscht. Hier liegen die Schwerpunkte unter anderem auf einer Reparatur des defekten Gens im Zellkern, dem Einbringen eines Ersatzgens in den Zellkern und mRNAs als Kopien des Gens. ⁹

Genetische Beratung für Risikogruppen

Da die Mukoviszidose-Ursache in den Genen liegt, ist eine Prävention im eigentlichen Sinne nicht möglich. Für Menschen mit familiär erhöhtem Risiko wird im Falle eines Kinderwunsches die Inanspruchnahme einer genetischen Beratung empfohlen, bei der sie auch auf Veränderungen im Mukoviszidose-Gen (CFTR-Gen) untersucht werden. Anhand des Resultats lässt sich das Risiko für Erkrankungen für den Nachwuchs berechnen. In den meisten europäischen Ländern ist für CF-Patienten mittlerweile eine Präimplantationsdiagnostik (PID) möglich. Voraussetzung ist die Zustimmung einer Ethikkommission. ¹⁰

Früherkennung durch Neugeborenen-Screening

Eine Frühdiagnose im Rahmen des seit 2016 angebotenen Neugeborenen-Screenings auf Mukoviszidose ermöglicht eine frühe Therapie, was ein wichtiger Faktor bei der Prävention des Fortschreitens der Erkrankung ist. Die Behandlung der Mukoviszidose richtet sich gezielt auf die Symptome und kann sich vorteilhaft auf den Krankheitsverlauf auswirken. ¹¹

Die Ursache der Mukoviszidose liegt in einer Mutation im CFTR-Gen auf dem Chromosom 7. Infolge dieses Gendefekts kommt es im Körper zur Produktion von einem zähen Schleim, der die Funktion vieler Organe stört und einen Nährboden für Krankheitserreger bildet. Hieraus resultieren Symptome wie ständiger Husten, wiederkehrende Infekte und Atemnot, die durch Umweltfaktoren wie Luftverschmutzung und Rauchexposition noch weiter verstärkt werden.

Wissenschaftliche Fortschritte und ihre Bedeutung für Patienten

Um die Behandlungsmöglichkeiten bei Mukoviszidose langfristig zu verbessern, ist es wichtig, die Forschung auf diesem Gebiet zu stärken und zu unterstützen. Eine adäquate Forschungsförderung trägt dazu bei, die Entwicklung neuer diagnostischer Methoden und Therapien, wie die Modulatoren vom CFTR-Gen zu beschleunigen und den Betroffenen zu einer noch besseren Qualität des Lebens und einer normalen Lebensspanne zu verhelfen.

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Dieser Artikel enthält nur allgemeine Informationen und darf nicht zur Selbstdiagnose oder -behandlung verwendet werden. Er kann einen Arztbesuch nicht ersetzen.