Die Inzidenz vestibulocochleärer Symptome bei Patienten mit Morbus Fabry ist hoch. Typischerweise handelt es sich um eine progrediente sensorineurale Hörminderung im Hochtonbereich, welche einseitig beginnt und im Verlauf die Gegenseite betreffen kann. Es wird von einer Läsion auf cochleärer Ebene ausgegangen, Hinweise auf eine retrocochleäre Läsion ergeben sich nicht. Schwindel scheint einem anderen pathophysiologischen Muster zu folgen. Ergebnisse von VNG, VP und VEMP sprechen für eine teils kombinierte peripher-vestibuläre und neurogene Läsion. Histologische Funde scheinen dies zu unterstützen. Die Arbeit bringt neue Erkenntnisse über die Ausprägung vestibulocochleärer Symptome bei fortschreitender Organbeteiligung von Nieren und Herz. Die progrediente Organinsuffizienz geht mit einer signifikant zunehmenden Hörminderung einher. Dies zeigt sich bei Schwindel etwas weniger deutlich. Prognosebestimmende renale, kardiale und neurologische Komplikationen lassen Ohrsymptome, wie Tinnitus, Hörminderung und Schwindel, häufig in den Hintergrund treten, obwohl diese die Lebensqualität maßgeblich beeinflussen können. Eine ausführliche hno-ärztliche Untersuchung und regelmäßige Kontrollen sollten bei Patienten mit Morbus Fabry erfolgen. Hierfür wäre eine optimierte audiologische Diagnostik unter Beachtung der hohen Frequenzen sowie eine detaillierte vestibuläre Diagnostik empfehlenswert. / The incidence of vestibulocochlear symptoms in patients with Fabry disease is high. Typically, a progressive high frequency sensorineural hearing loss is shown, which begins on one side and can affect the opposite side later on. Here, a cochlear lesion is assumed; a retrocochlear lesion could not be revealed. Vertigo seems to follow a different pathophysiological pattern. Results of VNG, VP and VEMP indicate a partially combined peripheral-vestibular and neurogenic lesion. Histological findings seem to support these results. This work provides new insights into the severity of vestibulocochlear symptoms in comparison to the progressive organ involvement of kidneys and heart. Progressive organ failure is associated with a significant increase in hearing loss. This is less evident in vertigo. Due to the severity of the organ involvement of kidneys, heart and brain, symptoms like hearing loss, tinnitus and vertigo often are neglected although they can seriously affect the quality of life. A detailed ENT medical examination and regular check-ups should be carried out on patients with Fabry disease. For this purpose, an optimized audiological assessment considerung high frequencies and a detailed vestibular evaluation is recommended.

Bei Patienten mit Morbus Fabry spielt die kardiale MRT eine wesentliche Rolle für die Diagnostik, die Prognose und das Therapiemonitoring. Als Verfahren der Wahl zur Beurteilung einer fokalen myokardialen Fibrose hat sich das Late Gadolinium Enhancement (LGE) etabliert. Eine diffuse myokardiale Fibrosierung kann mittels LGE-Technik nicht suffizient abgebildet werden, da keine ausreichenden Unterschiede in der Signalintensität bestehen. Daher könnte das sog. post-KM T1-Mapping eine interessante Alternative sein. Bei diesem Verfahren lassen die T1-Relaxationszeiten Rückschlüsse auf diffuse fibrotische Veränderungen des Myokards zu. In der vorliegenden Arbeit wurden 43 Fabry-Patienten (20 LGE-positiv und 23 LGE-negativ) im MRT untersucht. Hierzu wurde eine modifizierte Look-Locker Inversion-Recovery (MOLLI)-Sequenz zur Messung der T1-Maps verwendet. Ziel war es, durch das T1-Mapping Risikopatienten (u.a. LGE-negative Patienten) früher als bisher zu identifizieren und damit zeitnah einer entsprechenden Therapie zuzuführen. Die Ergebnisse zeigten, dass LGE-positive Fabry-Patienten eine fortgeschrittenere diffuse Myokardfibrose im visuell gesunden Myokard aufweisen als LGE-negative Patienten. Eine Unterscheidung anhand der T1-Zeiten zwischen LGE-negativen Patienten und gesunden Probanden war nicht möglich. Somit kann das T1-Mapping nicht als diagnostische Methode zur Früherkennung einer diffusen Myokardfibrose bei Fabry-Patienten eingesetzt werden. Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass die T1-Zeit im linksventrikulären Myokard bei Fabry-Patienten mit eingeschränkter Nierenfunktion kürzer war als bei Patienten mit normaler Nierenfunktion, unabhängig vom Vorliegen einer fokalen Fibrose. Hingegen konnte im linksventrikulären Blut bei abnehmender glomerulärer Filtrationsrate (GFR) keine kürzere T1-Zeit festgestellt werden als bei normaler GFR. Außerdem waren die T1-Relaxationszeiten bei LGE-negativen, weiblichen Fabry-Patienten kürzer als bei männlichen Patienten ohne LGE. Eine abschließende Erklärung konnte hierfür nicht gefunden werden. T1-Mapping wird bislang noch nicht in der Routinediagnostik bei Morbus Fabry eingesetzt. Allerdings steigt dessen Bedeutung im Rahmen von Studien. Weitere Forschungsbemühungen sind notwendig, um geeignete Referenzwerte festzulegen und den Einfluss weiterer Faktoren auf die Fibrosierung des Myokards besser einschätzen zu können. / The aim of this study was to investigate whether T1-Mapping is a valid technique for non-invasive detection of diffuse myocardial fibrosis in patients with Anderson-Fabry disease (AFD). The Late Gadolinium Enhancement (LGE) technique is the gold standard in detection of focal myocardial scar. T1-Mapping is sought to be able to detect diffuse myocardial changes, which are precursors of focal scar in AFD. In the current study 43 AFD patients (20 LGE-positive and 23 LGE-negative patients) and 27 healthy volunteers were examined by MRI. A modified Look-Locker Inversion-Recovery (MOLLI)-sequence was used for the acquisition of the T1-Maps. The conception was to use T1-Mapping as an early diagnosis tool to distinguish LGE-negative AFD patients from healthy volunteers. The results indicated that AFD patients with focal scar (LGE-positive) had an advanced diffuse fibrosis in the visually healthy myocardium compared with AFD patients without focal scar. A differentiation between LGE-negative AFD patients and healthy volunteers on the basis of T1-Maps was not able. So T1-Mapping cannot be used as a diagnostic device for early detection of diffuse fibrotic changes in the myocardium in AFD. It has been shown that T1 in the left ventricular myocardium of AFD patients with renal failure is shorter than in patients with normal renal function, independent of focal inferolateral scar, but there was no difference in T1 in the left ventricular blood. Furthermore, female AFD patients without focal scar had shorter T1 than male patients. No clear explanation was found for shorter T1 in LGE-negative female AFD patients. T1-Mapping is a useful, objective and convincing method for examining of diffuse myocardial fibrosis. Pre- and postcontrast T1-Mapping should be performed in further studies for a more detailed investigation of alterations of the myocardium in AFD. The analysis of T1-Maps must be simplified for routine administration in AFD and the acquisition protocols should be standardized (including pulse sequence, contrast agent, dose of the agent). So, a more detailed examination of the myocardium can be performed than by using LGE.

Morbus Fabry ist eine X-chromosomal vererbte lysosomale Speichererkrankung, die mit einer verminderten Aktivität der -Galaktosidase A einhergeht. Daraus resultiert ein gestörter Abbau von Globotriaosylceramiden, die sich im Gewebe verschiedener Organsysteme einlagern und diese funktionell beeinträchtigen. Klinisch ist die renale, kardiovaskuläre und neurologische Beteiligung von besonderer Relevanz. Das Würzburger Fabry-Zentrum (FAZiT) hat als eine der ältesten Spezial-Einrichtungen zur Betreuung von Menschen mit Morbus Fabry in Deutschland Zugriff auf einen sich über 18 Jahre erstreckenden und 298 Patienten beinhaltenden Datensatz. In dieser Arbeit wurde ein großes Fabry-Kollektiv zunächst im Hinblick auf Fabry spezifische Betreuung und aktuelle institutionelle Anbindung untersucht. In diesem Zusammenhang konnte in vier bisher nicht bekannten Fällen der Tod eines Patienten dokumentiert werden. Anschließend erfolgte in einem Kollektiv von 187 Patienten eine statistische Darstellung definierter klinischer Basisparameter, sowie des Fabry-spezifischen klinischen Erscheinungsbildes, mit Schwerpunkt auf der kardialen Beteiligung. Mit speziellen Subgruppenanalysen wurden Verlaufsunterschiede zwischen lebendenden und bereits verstorbenen Patienten, sowie geschlechts- und genetisch bedingten Charakteristika dargestellt. Von 187 Patienten verstarben 26 innerhalb von 18 Jahren trotz Fabry-spezifischer Therapie in 84% der Fälle. Die Hälfte der Todesfälle hatte eine kardiale Genese. Es wurde kein Todesfall mit renaler Genese dokumentiert. Die im FAZiT betreuten verstorbenen Patienten unterschritten das von Waldek et al.25 prognostizierte Sterbealter für Fabry-Patienten. Die Annahme, dass Fabry-Patienten eine, verglichen mit der Normalbevölkerung, reduzierte Lebenserwartung haben ließ sich in diesem Kollektiv bestätigen. Signifikante Unterschiede kardialer Parameter, die auf eine Kardiomyopathie schließen lassen, ließen sich zwischen Frauen und Männern, sowie zwischen Frauen mit klassischer und nicht-klassischer Verlaufsform darstellen. Entgegen der Erwartung zeigten sich hier keine signifikanten Unterschiede zwischen Männern mit klassischer und Männern mit nicht-klassischer Verlaufsform. Eine Erklärung hierfür könnte das Vorliegen der N215S-Mutation in 55,6% in der Subgruppe der Männer mit nicht-klassischer Verlaufsform, die trotz nicht-klassischer Verlaufsform mit einer starken kardialen Beeinträchtigung einhergeht, sein. Alle untersuchten Fabry-Patienten wiesen im altersabhängigen Vergleich mit der Normalbevölkerung eine erhöhte KHK-Prävalenz auf, die nicht eindeutig mit einer Erhöhung der kardiovaskulären Risikofaktoren erklärbar ist. Auffallend häufig waren die verstorbenen Fabry-Patienten mit einer Prävalenz von 30,8% betroffen. Supportiv sowie das kardiovaskuläre Risiko beeinflussende Medikamente wurden ebenfalls dokumentiert, wobei unterschiedliche potenzielle Indikationsstellungen einen Rückschluss auf die klinische Symptomatik der Patienten verhindern. In dieser Arbeit konnte ein besonders großes Kollektiv an Menschen mit Morbus Fabry über einen langen Zeitraum nachbeobachtet werden. Insbesondere die Gegenüberstellung von lebenden und verstorbenen Probanden, als auch die Verlaufs-/ und geschlechtsspezifischen Subgruppenvergleiche stellen eine Besonderheit dar. Vor allem bei chronisch erkrankten Menschen sind eine lebenslange Betreuuung und Begleitung der Krankheit von höchster Relevanz. Aus diesem Grund könnten die Auswertung der in dieser Arbeit erhobenen Daten und Erkenntnisse zur Verbesserung der zukünftigen Betreuung und Therapie von Menschen mit Morbus Fabry beitragen. / Fabry disease is an X-linked lysosomal storage disease associated with reduced a-galactosidase A activity. This results in impaired breakdown of globotriaosylceramides, which are stored in the tissues of various organ systems and impair their function. Clinically, the renal, cardiovascular and neurological involvement are of particular importance. The Würzburg Fabry Centre (FAZiT), as one of the oldest specialised institutions for the care of people with Fabry disease in Germany, it has access to a dataset spanning 18 years, containing information from 298 patients. In this study, a large Fabry collective was first examined with regard to Fabry-specific care and current institutional connection. In four previously unknown cases, the death of a patient was documented. A statistical analysis was conducted on a subset of 187 patients to represent defined clinical parameters and the Fabry-specific clinical manifestations, with a particular focus on cardiac involvement. Additionally, special subgroup analyses were performed to identify differences in disease progression between living and deceased patients, as well as gender- and genetically-determined characteristics. Of the 187 patients, 26 passed away within the 18-year timeframe, with 84% of them receiving Fabry-specific therapy. Half of these deaths were attributed to cardiac causes, while no deaths were associated with renal etiology. The age of death of the deceased patients in FAZiT was below that predicted by Waldek et al. confirming the assumption that Fabry patients have a reduced life expectancy when compared to the general population. Significant differences in cardiac parameters indicating cardiomyopathy were found between women and men, as well as between women with a classical and non-classical course.Contrary to expectations, there were no significant differences between men with a classic and men with a non-classic form of the disease. One explanation for this could be the presence of the N215S mutation in 55.6% of the subgroup of men with the non-classical form of the disease, which is associated with severe cardiac impairment despite the non-classical form of the disease. All Fabry patients examined showed an increased CHD prevalence in an age-dependent comparison with the general population, which cannot be clearly explained by an increase in cardiovascular risk factors. The deceased Fabry patients were particularly affected with a prevalence of 30.8%. Supportive drugs as well as drugs influencing the cardiovascular risk were also documented, whereby different potential indications prevent a conclusion on the clinical symptoms of the patients. In this study, a particularly large group of people with Fabry disease was followed up over a long period of time. In particular, the comparison of living and deceased test persons, as well as the course- and gender-specific subgroup comparisons represent a special feature. Especially in the case of chronically ill people, lifelong care and monitoring of the disease are of utmost relevance. For this reason, the evaluation of the data and findings collected in this study could contribute to improving the future care and therapy of people with Fabry disease.

Fabry disease (FD), an X-linked lysosomal storage disorder, is caused by variants in the gene α-galactosidase A (GLA). As a consequence, the encoded homonymous enzyme GLA is not produced in sufficient amount or does not function properly. Subsequently, globotriaosylceradmide (Gb3), the target substrate of GLA, starts accumulating in several cell types, especially neurons and endothelial cells. FD patients suffer from multiorgan symptoms including cardiomyopathy, nephropathy, stroke, and acral burning pain. It is suggested that the impact of pathological Gb3 accumulation, inflammatory and hypoxic processes, and vasculopathy are contributing to the specific FD pain phenotype. Thus, we investigated the role of inflammation, hypoxia, and vasculopathy on molecular level in dorsal root ganglia (DRG) of the GLA knockout (KO) mouse model. Further, we investigated pain-like characteristics of GLA KO mice at baseline (BS), after capsaicin administration, and after repeated enzyme replacement therapy (ERT) administration for a period of 1.5 years. Acquired data showed disturbances in immune response markers represented by downregulated inflammation-associated genes and lower numbers of CD206+ macrophages in DRG of GLA KO mice. Hypoxic mechanisms were active in DRG of GLA KO mice reflected by increased gene expression of hypoxia- and DNA damage-associated targets, higher numbers of hypoxia-inducible factor 1α-positive (HIF1α+) and carbonic anhydrase 9-positive (CA9+) neurons in DRG of GLA KO mice, and DRG neuronal HIF1α cytosolic-nuclear translocation in GLA KO mice. Vascularization in DRG of GLA KO mice was reduced including lower numbers of blood vessel branches and reduced total blood vessel length. Pain-like behavior of the GLA KO mouse model revealed no mechanical hypersensitivity at BS but age-dependent heat hyposensitivity, which developed also age-matched wild type (WT) mice. Capsaicin administration under isoflurane anesthesia did not elicit the development of nocifensive behavior in GLA KO mice after mechanical or heat stimulation. Repeated ERT administration did not show a clear effect in GLA KO mice in terms of restored heat hyposensitivity to BS paw withdrawal latencies. In summary, we demonstrated the impact of disturbed immune response markers, active hypoxic mechanisms, and reduced vascularization on molecular FD pathophysiology. / Morbus Fabry (M. Fabry oder Fabry disease, FD) ist eine X-chromosomal vererbte, lysosomale Speichererkrankung, die durch Varianten im Gen α-Galaktosidase A (GLA) verursacht wird. Das durch GLA kodierte gleichnamige Enzym GLA kann somit nicht in ausreichender Menge produziert werden oder erhält nicht die volle Funktionalität. Als Folge akkumuliert das Glykosphingolipid Globotriaosylceramid (Gb3), welches das Zielsubstrat von GLA ist und durch dieses Enzym normalerweise abgebaut wird. Gb3 Akkumulationen sind in verschiedenen Zelltypen zu finden, jedoch bevorzugt in Neurone und Endothelzellen. FD-Patienten leiden unter Symptome, die verschiedene Organe betreffen, insbesondere Kardiomyopathien, Nephropathien, Schlaganfälle, und brennende Schmerzen in den Extremitäten. Es wird vermutet, dass neben dem pathologischen Einfluss der Gb3 Ablagerungen auch inflammatorische und hypoxische Prozesse und Vaskulopathien zum spezifischen FD-Schmerzphänotyps beitragen. Daher wurde die Rolle der Inflammation, Hypoxie und Vaskulopathie auf molekularer Ebene in Spinalganglien (dorsal root ganglion, DRG) eines FD-spezifischen GLA knockout (KO) Mausmodells untersucht. Des Weiteren wurde der Schmerz-ähnliche Phänotyp in GLA KO Mäusen unter nativen Bedingungen, nach Capsaicingabe und unter Enzymersatztherapie (enzyme replacement therapy, ERT) während einer Dauer von 1,5 Jahren untersucht. Unsere erhobenen Daten zeigten eine Beeinträchtigung von Faktoren der Immunantwort, die sich durch herunterregulierter Genexpression Inflammations-assoziierter Gene und einer geringeren Anzahl an CD206+ Makrophagen in DRG von GLA KO Mäusen nachweisen ließ. Zu aktiven Hypoxiemechanismen trugen eine hochregulierte Genexpression Hypoxie- und DNA-Schäden-assoziierter Gene, eine höhere Anzahl an hypoxia-inducible factor 1α-positiver (HIF1α+) und carbonic anhydrase 9-positiver (CA9+) Neurone in DRG von GLA KO Mäusen, und die DRG neuronale HIF1α Translokation zwischen Zytosol und Nukleus bei. Die Vaskularisierung der DRG in GLA KO Mäusen war reduziert zusätzlich zu der geringeren Anzahl an Blutgefäßverzweigungen und einer Reduzierung der gesamten Blutgefäßlänge. Die Untersuchungen des nativen Schmerz-ähnlichen Verhaltens der GLA KO Mäuse zeigte keine Entwicklung mechanischer Hypersensitivität, während sich eine Hitzehyposensitivität mit steigendem Alter der Tiere entwickelte, die sich auch in altersangepassten Wildtyp (WT) Mäusen zeigte. Eine Capsaicingabe unter Isoflurannarkose zeigte keine erhöhte Sensitivität der GLA KO Mäuse nach mechanischer oder Hitzestimulation. Wiederholte ERT-Gaben zeigten keine Verbesserung der Hitzehyposensitivität auf ein natives Niveau der Pfotenrückzuglatenz. Wir konnten den Einfluss beeinträchtigter Faktoren der Immunantwort, aktiver Hypoxieprozesse und reduzierter Vaskularisierung in DRG von GLA KO Mäusen auf die molekulare FD-Pathophysiologie zeigen.

Der Morbus Fabry ist eine sehr heterogenetische und heterophänotypische Krankheit. Ursache der Erkrankung liegt in der Mutation des alpha- Galaktosidase Gens. Es kommt zur Akkumulation von Glykosphingolipiden. Man kann den klassischen Typ von mehreren Varianten unterscheiden. Es konnte bisher noch keine Genotyp- Phänotyp Relation hergestellt werden. In unsere Studie wurden 124 Fabry Patienten eingeschlossen. Vier klinische Domänen wurden beurteilt (Herz, Nieren, Nervensystem, Fabry-Symptome). Daneben wurden genetische Analysen und Labortests (inklusive Lyso Gb3) durchgeführt. Die Studie besitzt einen zweiteiligen Aufbau: in die Evaluationsstudie wurden alle bisher bekannten Mutationen eingeschlossen, während die bisher unbekannten Mutationen der Validierungsstudie zugeteilt wurden. Es konnte gezeigt werden, dass mithilfe des Biomarkers Lyso Gb3 die Schwere der Erkrankung vorausgesagt werden kann (insbesondere bei Frauen) und die Diagnostik erleichtert werden kann. Eine bisher unbekannte Mutation kann jetzt viel besser eingeordnet werden, da man mithilfe des Biomarkers Lyso Gb3 zwischen atypischer und klassischer Variante unterscheiden kann und man durch den Biomarker die Krankheitskapazität einer Mutation beurteilen kann. / Fabry disease is a lysosomal storage disorder caused by mutations in the alpha-galactosidase A gene. This leads to a deficiency of alpha-galactosidase A. Therefore globotriaosylceramide accumulate in all tissues containing lysosomes. There is the classical phenotyp and the atypical one. No method to differentiate these variants is available so far. Our study includes 124 Fabry patients. Detailed clinical investigations of the heart, kidneys and the nervous system were made. Apart from that the biomarker lyso-Gb3 was measured in every patient. The study consists of two parts: Part one (evaluation) includes all previously described mutations and part two (validation) all unknown mutations. We could show that the disease-capacity of a mutation can be analyzed by lyso Gb3 and that it is possible to differentiate a classical from an atypical mutation by the biomarker lyso Gb3.

Morbus Fabry ist eine multisystemische Erkrankung, die zahlreiche Komplikationen mit sich bringt. Eine verminderte Aktivität des Enzyms α-Galactosidase führt zu einer Anreicherung von Globotriaosylceramiden in verschiedenen Organen und Geweben. Betroffene Patienten entwickeln häufig eine linksventrikuläre Hypertrophie und eine renale Fibrose. Wegen Hitzeintoleranz und Hypohidrosis vermeiden Patienten häufig eine Sonnenexposition. Wir stellten die Hypothese auf, dass ein Vitamin D-Mangel an der Ausprägung einer Fabry-kardiomyopathie beteiligt ist. In dieser Querschnittstudie wurde der Einfluss des Vitamin D-Status auf die typischerweise auftretenden Komplikationen der Erkrankung an 111 Patienten mit gesichertem Morbus Fabry vor Beginn einer Enzymersatztherapie untersucht. Dafür bestimmten wir das 25(OH)D und teilten die Patienten anhand dieser Werte in drei Gruppen ein: Vitamin D-defizient (25(OH)D<15 ng/ml), Vitamin D-insuffizient (25(OH)D 15-30 ng/ml und Vitamin Dsuffizient (25(OH)D >30 ng/ml). Es erfolgten Magnetresonanztomographie- und echokardiographische Untersuchungen zur Bestimmung der linksventrikulären Masse und einer möglichen Kardiomyopathie. In Querschnittsanalysen wurden Assoziationen zwischen auftretenden klinischen Symptomen und dem Vitamin D-Status durch lineare bzw. binäre logistische Regressionsanalysen bestimmt und nach Alter, Geschlecht, BMI und Jahreszeit der Messung adjustiert. Die Patienten waren im Durchschnitt 40,1±12,5 Jahre alt (42% männlich) und hatten einen durchschnittlichen 25(OH)D-Wert von 23,5±11,4 ng/ml. Patienten der defizienten 25(OH)D-Gruppe hatten ein adjustiertes 6-fach erhöhtes Risiko für eine hypertrophe Kardiomyopathie verglichen mit der suffizienten Kontrollgruppe (p=0,04). Die durchschnittliche linksventrikuläre Masse unterschied sich signifikant: 170±75 g in der defizienten, 154±60 g in der insuffizienten und 128±58 g in der suffizienten Gruppe (p=0,01). Mit dem Schweregrad der Vitamin D-Defizienz stieg der Median einer vorhandenen Proteinurie sowie die Prävalenz von Hitzeintoleranz, Ödemen, Cornea verticillata, Diarrhoen und dem Bedarf einer Schmerzmedikation. Unsere Studie hat gezeigt, dass Patienten mit niedrigen Vitamin D-Werten gehäuft an Komplikationen leiden.75 Dazu gehören die progressive Fabry-Nephropathie, hypertrophe Kardiomyopathie und die Krankheit typischerweise begleitende klinische Symptome. Zum jetzigen Zeitpunkt können wir allerdings eine Vitamin D-Therapie, basierend auf unseren Daten noch nicht grundsätzlich empfehlen obwohl eine Vitamin D-Supplementierung über Vitamin D angereicherte Nahrungsmittel im Allgemeinen empfohlen wird. Unsere Ergebnisse sind bisher nur Beobachtungen und können einen kausalen Zusammenhang nicht beweisen. / Patients with Fabry disease frequently develop left ventricular (LV) hypertrophy and renal fibrosis. Due to heat intolerance and an inability to sweat, patients tend to avoid exposure to sunlight. We hypothesized that subsequent vitamin D deficiency may contribute to Fabry cardiomyopathy. This study investigated the vitamin D status and its association with LV mass and adverse clinical symptoms in patients with Fabry disease. 25-hydroxyvitamin D (25[OH]D) was measured in 111 patients who were genetically proven to have Fabry disease. LV mass and cardiomyopathy were assessed by magnetic resonance imaging and echocardiography. In cross-sectional analyses, associations with adverse clinical outcomes were determined by linear and binary logistic regression analyses, respectively, and were adjusted for age, sex, BMI and season. Patients had a mean age of 40 ± 13 years (42 % males), and a mean 25(OH)D of 23.5 ± 11.4 ng/ml. Those with overt vitamin D deficiency (25[OH]D ≤ 15 ng/ml) had an adjusted six fold higher risk of cardiomyopathy, compared to those with sufficient 25(OH)D levels >30 ng/ml (p = 0.04). The mean LV mass was distinctively different with 170 ± 75 g in deficient, 154 ± 60 g in moderately deficient and 128 ± 58 g in vitamin D sufficient patients (p = 0.01). With increasing severity of vitamin D deficiency, the median levels of proteinuria increased, as well as the prevalences of depression, edema, cornea verticillata and the need for medical pain therapy. In conclusion, vitamin D deficiency was strongly associated with cardiomyopathy and adverse clinical symptoms in patients with Fabry disease. Whether vitamin D supplementation improves complications of Fabry disease, requires a randomized controlled trial.

In der vorliegenden Arbeit wurde geprüft, ob Gb3 in Hautstanzbiopsien von Patienten mit M. Fabry nachweisbar ist, die Ablagerungen quantifizierbar sind, mit der Krankheitsschwere korrelieren, und ob eine Unterscheidung von Patienten und gesunden Kontrollen anhand der dermalen Gb3-Ablagerungen möglich ist. Es wurden 84 Patienten mit M. Fabry über das FAZiT sowie 27 gesunde Kontrollen zwischen 2008 und 2013 prospektiv rekrutiert und jeweils eine proximale und eine distale Hautbiopsie entnommen. Zusätzlich erfolgten eine Anamnese, eine klinische Untersuchung, eine QST, das Ausfüllen von Fragebögen mit der Fragestellung nach Schmerz und Depression sowie eine Blutentnahme und kardiale Diagnostik. Die Immunfluoreszenz erfolgte mit Antikörpern gegen CD77, einem Marker für Gb3. Es erfolgte die verblindete, semiautomatische Quantifizierung der Gb3 Ablagerungen. Hierzu wurden pro Biopsie drei ROI ausgewählt und die Fläche der ROIs mit Gb3-Ablagerungen in Relation zu der Gesamtfläche der ROIs gesetzt. Für die Auswertung wurden die Patienten sowohl nach Geschlecht als auch nach Krankheitsschwere und einzelnen Symptomen stratifiziert Die Gb3 Ablagerungen ließen sich bevorzugt in Schweißdrüsen und Endothel nachweisen. Es fanden sich jedoch auch größere Mengen an Gb3-Ablagerungen ohne ersichtliches anatomischer Korrelat. Die Gb3-Ablagerungen wurden semiautomatisch quantifiziert. Es konnte nachgewiesen werden, dass männliche Fabry-Patienten eine deutlich größere Menge an Gb3 in den distalen Hautbiopsien zeigen als gesunde Kontrollen, Patienten mit einer eingeschränkten Nierenfunktion hatten eine größere Menge an Gb3-Ablagerungen in der Haut als Patienten mit einer uneingeschränkten Nierenfunktion. Bei Patienten mit einer SFN waren erhöhte dermale Gb3 Mengen vorhanden im Vergleich zu gesunden Kontrollen, bei Patienten ohne eine SFN fand sich dieser Unterschied nicht. Patienten mit einem niedrigen SNAP zeigten im Vergleich zu gesunden Kontrollen eine größere Menge an Gb3 in ihrer distalen Haut, bei Patienten mit einem höheren SNAP fand sich dies nicht. Aus diesen Ergebnissen ergeben sich ein mögliches weiteres Werkzeug sowohl für die Diagnosestellung als auch für das Monitoring der Erkrankung, sowie weiterführend auch ein möglicher Indikator für den Therapieerfolg der ERT. / Fabry disease (FD) is an X-chromosomally linked disease which leads to deposits of globotriaosylceramide 3 (Gb3) in several tissues. The aim of this study was to prove, that these deposits can be shown in the skin of patients with FD via immunofluorescence, that Gb3 deposits can be quantified, that patients with FD have more Gb3-deposits in their skin than healthy controls and that the amount of Gb3 deposits in skin correlates with disease severity. 84 patients were prospectively recruited in the Würzburg Fabry Center for Interdisciplinary Therapy as well as 27 healthy controls. Every patient received a skin biopsy from a proximal and a distal location, a physical examination as well as a thorough anamnesis, filled out questionnaires regarding pain and symptoms hinting for depression and underwent cardiac diagnostics. Immunofluorescence double stains were done for Gb3 and protein-gene-product 9.5 as well as for Gb3 and von Willebrand factor. We quantified the amount of Gb3 semi-automatically in three predetermined regions of interest. We could show, that Gb3 can be visualized and quantified in the skin of patients with FD using immunofluorescence. Furthermore, male patients with FD had a higher Gb3 load in their distal skin than healthy controls (p<0.05). Male patients with FD and an impaired renal function had a higher Gb3 load in their distal skin (p<0.05). Similarly, it was shown, that male patients with a small fiber neuropathy had a higher load of Gb3 in their distal skin than male patients without a small-fiber neuropathy (p<0.05). In conclusion it can be stated, that the quantification of Gb3 via immunofluorescence could be used in the diagnostics of FD and might be of value as a biomarker in the course of the disease.

M. Fabry ist eine X-chromosomale, lysosomale Speicherkrankheit, die aufgrund einer Mutation im für das Enzym αGalaktosidase A (αGalA)-kodierenden Gen GLA, zu einer vollständig fehlenden oder verminderten Expression von αGalA führt. Aufgrund ubiquitärer Ablagerungen von Globotriaosylceramid 3 (Gb3) kommt es zu einer progressiven Multiorganerkrankung sowie der Entwicklung einer small-fiber Neuropathie (SFN). Der Pathomechanismus des Fabry-assoziierten Schmerzes blieb trotz Entwicklung eines αGalA-defizienten Mausmodells (Fabry-ko-Maus) durch Ohshima et al. bisher weitgehend ungeklärt. Ziel der vorliegenden Arbeit war die systematische Charakterisierung des Fabry-ko-Mausmodells hinsichtlich Schmerz-assoziierten Verhaltens und Expression Schmerz-assoziierter Ionenkanäle in Spinalganglienneuronen. Hierzu wurden insgesamt 42 drei Monate und 41 12 Monate alte männliche und weibliche Fabry-ko-Mäuse und ihre gleichaltrigen Wurfgeschwister untersucht. Die Verhaltenstestungen beinhalteten einen von Frey-, einen Hargreaves- sowie einen „Cold“-Test zur Evaluation der mechanischen und thermischen Rückzugslatenz. Weiterhin erfolgten die Analyse der intraepidermalen Nervenfaserdichte (IENFD) in Fußsohlen der Mäuse sowie eine H.E.-Färbung von Spinalganglien zur Untersuchung morphologischer Veränderungen der Neurone. Zusätzlich folgten immunhistochemische und molekulargenetische Untersuchungen des Gb3-Rezeptors (CD77), des transient receptor potential vanilloid 1 (TRPV1)-Kanals, des spannungsgesteuerten Natrium-Kanals 1.8 (Nav1.8), des Calcitonin Gene related peptide (CGRP), des Neurofilaments 200 (NF200) sowie von Isolectin B4 (IB4) an kryokonservierten und kultivierten Spinalganglienneuronen. In Verhaltenstestungen konnten eine Überempfindlichkeit gegenüber mechanischen und Hitze-Stimuli sowie ein vermindertes Kälteempfinden festgestellt werden. Es zeigte sich eine reduzierte IENFD in Fußsohlen sowie eine Vergrößerung der neuronalen Fläche in Spinalganglien von Fabry-ko-Mäusen. Die immunhistochemischen Untersuchungen ergaben eine erhöhte CD77- und TRPV1-Immunreaktivität sowie eine erniedrigte NF200-Immunreaktivität in Fabry-ko-Mäusen; Untersuchungen hinsichtlich der Immunreaktivität von Nav1.8 ergaben keine Unterschiede. Molekulargenetisch konnte neben einer verminderten Nav1.8-Expression in jungen Fabry-ko-Mäusen keine Unterschiede festgestellt werden. Die Ergebnisse der Verhaltenstestungen sowie die verminderte IENFD bei Fabry-ko-Mäusen entsprechen klinischen Befunden bei Fabry-Patienten. Erstmals konnte in dieser Arbeit eine Vergrößerung der Neuronenfläche in Fabry-ko-Mäusen quantitativ nachgewiesen und eine vermehrte Immunreaktivität von TRPV1 und CD77 festgestellt werden. Bei fehlendem Nachweis eines geschlechtsspezifischen Unterschieds der Ergebnisse, konnte ein Einfluss des weiblichen Geschlechts auf den Phänotyp des M. Fabry ausgeschlossen werden.
Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen, dass die von Oshima et al. entwickelte Fabry-ko-Maus ein suffizientes Model zur Erforschung des M. Fabry darstellt. Weiterhin rücken sie TRPV1 und spannungsgesteuerte Natriumkanäle weiter in den Fokus der Untersuchung Fabry-assoziierten Schmerzes und können aufgrund der hohen Anzahl an Versuchstieren und dem Vergleich mit Wurfgeschwistern als Grundlage für weitere Studien dienen. / Morbus Fabry (M. Fabry) is an X-linked lysosomal storage disorder. Due to a mutation in the GLA-gene, which encodes for the enzyme alpha-galactosidase A (αGalA), a multisystemic accumulation of globotriaosylceramid 3 (Gb3) occurs. This leads to organ failure, but also to a small fiber neuropathy (SFN). Despite the development of a mouse model of Fabry disease (Fabry-ko-mouse) by Oshima et al., the pathomechanism of the Fabry-associated pain remains unclear. Aim of this study was the characterization of the Fabry-ko-mouse regarding pain-associated behavior and expression of pain-associated ion channels in dorsal root ganglia (DRG) neurons. A total number of 42 three-month- and 41 12-month-old male and female Fabry-ko-mice and their littermates were examined. To investigate pain-associated behavior, we examined the mechanical and thermal withdrawal latency by using the von Frey-Filament-, the Hargreaves- and the cold plantartest. Furthermore, we analyzed the intraepidermal nerve fiber density (IENFD) in footpads and investigated morphological changes of DRG neurons. In addition, immunohistochemical and molecular genetic studies of the recptor of Gb3 (CD77), transient receptor potential for vanilloid 1 (TRPV1) chanel, sodium channel 1.8 (Nav1.8), calcitonin gene related peptide (CGRP), neurofilament 200 (NF200) and isolectin B4 (IB4) on cryopreserved and cultured dorsal root ganglion neurons were done. In behavioral tests Fabry-ko-mice showed a mechanical and heat hypersensitivity as well as a cold hyposensitivity. Further, a reduced level of IENFD in footpads and an increased level of enlarged DRG neurons in Fabry-ko-mice were found. Immunohistochemical studies revealed an increased CD77- and TRPV1- as well as a decreased NF200-immune reactivity in DRG neurons; studies on Nav1.8 revealed no differences. Despite a reduced Nav1.8-expression, no differences in mRNA levels of CD77 and CGRP were found. The results of the behavioral tests as well as the decreased IENFD in Fabry-ko-mice correlate with clinical findings in Fabry-patients. For the first time an enlargement of DRG neurons could be quantified and an increased immune reactivity of TRPV1 and CD77 in DRG neurons could be determined in Fabry-ko-mice. In the absence of evidence of a gender difference in the results, an influence of the female sex on the phenotype of M. Fabry could not be proved. The results of the present study reveal the Fabry-ko-mouse of Oshima et al. as a sufficient model for further investigations of M. Fabry. Furthermore, they indicate a potential role of TRPV1 and sodium channels in the pathomechanism of Fabry-associated pain, here further studies are still needed. Due to the high number of animals and the comparison with littermates, this study could also serve as a basis for further studies of Fabry-associated pain.

Morbus Fabry ist eine X-chromosomale rezessiv vererbbare Krankheit, welche zu den lysosomalen Speicherkrankheiten gehört. Aufgrund der niedrigen Inzidenz, des unterschiedlich starken Befalls verschiedener Organe und der sehr breiten Symptomvielfalt, ist sowohl die Diagnosestellung als auch die Therapie schwierig. Der FASTEX teilt als erstes Scoring-System den Verlauf bei Morbus Fabry als stabil oder instabil ein. Aktuell werden der Morbus Fabry und das Ansprechen einer Therapie klinisch anhand von Änderungen des Lyso-GB3s überwacht. Diese Dissertation vergleicht retrospektiv den nach FASTEX berechneten Krankheitsverlauf mit dem klinischen Krankheitsverlauf an 104 Patienten mit Morbus Fabry. Ein Anstieg des Lyso-GB3s ≥ 20 % ist hierbei als klinisch instabiler Verlauf definiert. Der FASTEX teilt 86,4 % der Patienten richtig als stabil ein (≙ eines Anstiegs des Lyso-GB3s < 20 %). Im Gegensatz dazu wird nur jeder 10. Patient mit einem klinisch instabilen Krankheitsverlauf von dem FASTEX korrekt als instabil erfasst. Diese Ergebnisse unterscheiden sich von bisherigen Studien über den FASTEX. Einige der untersuchten Patienten hatten genau einen FASTEX-Score von 20 % und weisen somit gemäß der Definition einen nach FASTEX berechneten instabilen Krankheitsverlauf (≙ FASTEX-Score ≥ 20 %) auf. Jedoch war der Großteil dieser Patienten klinisch stabil. In zukünftigen Studien ist daher zu klären, ob der Grenzwert bei dem FASTEX zwischen einem stabilen und instabilen Krankheitsverlauf angepasst werden muss und ob das Lyso-GB3 nicht in die Berechnung des FASTEX einbezogen werden sollte. / Fabry Disease is an X-linked recessive hereditary disease, which is one of the lysosomal storage diseases. Due to the low incidence, the varying degrees of involvement of various organs and the very wide variety of symptoms, both diagnosis and therapy are a challenge. The FASTEX is the first scoring system to classify the course of Fabry disease as stable or unstable. The Fabry disease and the response to a therapy are currently monitored clinically by the use of a changes of the Lyso-GB3. This thesis compares retrospectively the disease progression calculated according to FASTEX with the clinical progression of the disease in 104 patients with Fabry disease. An increase in Lyso-GB3 ≥ 20 % is defined as a clinically unstable course. FASTEX correctly classifies 86,4 % of patients as stable (corresponding to an increase of Lyso-GB3 < 20 %). In contrast, only every 10th patient with a clinically unstable course of the disease is correctly recorded as unstable by the FASTEX. These results differ from previous studies about the FASTEX. Some of our patients had a FASTEX score of exactly 20 % and thus, according to the definition, show an unstable course of the disease calculated according to FASTEX (corresponding to an increase of FASTEX score ≥ 20 %). However, the majority of these patients was clinically stable. Future studies should therefore clarify whether the limited value for FASTEX has to be adjusted between a stable and unstable course of the disease and whether the Lyso-GB3 should be included in the calculation of the FASTEX, or not.

Morbus Fabry betrifft als lysosomale Speicherkrankheit viele Organsysteme durch die Ablagerung von Gb3 in verschiedenen Geweben. Besonders durch die Beteiligung von Nieren und Herz, wird die Lebenszeit von den Patienten häufig verkürzt. Eine Beschreibung konkreter klinischer Symptome, welche auch durch Allgemeinmediziner oder Zahnärzte erkannt werden könnten, könnte eine frühzeitigere Diagnose und damit frühzeitige Therapie ermöglichen. Besonders extraorale gesichtsspezifische Merkmale können von verschiedensten Gruppen von Ärzten erkannt werden. Die extraorale Auswertung zeigte, wie in der Literatur beschrieben, das Vorkommen von periorbitaler Fülle, prominente Arcus superciliaris, eine kürzere und bullösere Nase. Die Auffälligkeiten waren besonders bei den Männern zu beobachten. Die intraorale Auswertung wurde in dentale Auffälligkeiten und Ereignisse des Hart- und Weichgewebes eingeteilt. Bei den dentalen Ereignissen zeigte sich eine Diskrepanz zwischen der Kiefergröße und dem Zahnmaterial. So neigte das Patientenkollektiv eher zu einem Breitkiefer, was eine Erklärung für die multiplen Lücken im Frontzahnbereich der Patienten darstellt. An der Mundschleimhaut und perioral konnten vermehrt Angiokeratome und Teleangiektasien festgestellt werden, sowie das vermehrte Vorkommen von Exostosen. Speziell die Zunge der Patienten zeigte auch Auffälligkeiten in Form von einer subjektiven Makroglossie, einer Furchenzunge und Veränderungen der Papillen. Die Auffälligkeiten in der Mundhöhle und im Kopf-Hals Bereich der Morbus Fabry Patienten sind, wie der Literatur beschrieben, vorhanden, jedoch stellen sie keine Schlüsselrolle in der Diagnose dar, da sie in allen Bereichen nur leichte Abweichungen oder Auffälligkeiten zeigen, welche nicht immer Auftreten und daher schwer zu diagnostizieren sind. / Fabry disease is a lysosomal storage disease which affects various organ systems through the deposition of Gb3 in different tissues. Especially due to the involvement of heart and kidneys, the patients’ life expectation is often reduced. A description of clinical symptoms which could be identified by general practitioners or dentists, could lead to an earlier diagnosis and therapy for patients. Particularly extraoral facial abnormalities could be recognized by different groups of physicians. The extraoral evaluation, as outlined in literature, showed the appearance of periorbital fullness, prominent supra-orbital ridges, a shorter and more bulbous nose. These abnormalities were most prominent among men. The intraoral analysis was divided into dental abnormalities as well as features of the oral cavity’s hard and soft tissue. It displayed a discrepancy between the jaw- and teeth size which explains the occurrence of multiple diastematas in the anterior tooth region. A higher frequency of angiokeratomas and teleangiectasies was found on the oral mucosa and perioral, as well as an increased incidence of exostoses. In particular, the patients’ tongues also showed abnormalities in the form of a subjective makroglossia, fissuring of tongue and changes in the papillae. The anomalies of the oral cavity and the head-neck region of Fabry patients are, as described in literature, present. However, they do not take a key role in the diagnosis of Fabry disease itself as they only show slight divergences or abnormalities, which do not necessarily always occur and therefore pose difficult to be diagnosed.