Einleitung: In dieser Arbeit wurde die Auswirkung der Fettgewebesurrogate Halsumfang (HU), Taillenumfang (TU) und Body Mass Index (BMI) auf die Prognose bei Patienten mit chronischer Niereninsuffizienz untersucht. Methoden: Datengrundlage dieser Arbeit war die German Chronic Kidney Disease (GCKD) Beobachtungsstudie. Eingeschlossen wurden Erwachsene mit GFR 30-60 ml/min/1,73m² oder GFR > 60 ml/min/1,73m² mit offensichtlicher Proteinurie. Ausschlusskriterien waren: nicht-kaukasische Ethnie, Organtransplantation, Malignome und Herzinsuffizienz NYHA IV. Untersuchte kombinierte Endpunkte (EP) waren: 1) 4P-MACE (Herzinfarkt, Schlaganfall, kardiovaskulärer Tod, pAVK-Ereignis) 2) Tod jeglicher Ursache 3) Nierenversagen (Dialyse, Transplantation). Es wurden Cox-Regressionen mit HU, TU, und BMI für jeden EP, adjustiert für Alter, Geschlecht, Nikotinkonsum, Diabetes mellitus, arterielle Hypertonie, LDL-Cholesterin, GFR, Urin-Albumin/Kreatinin Ratio (UACR) und CRP berechnet. Interaktionsterme des jeweiligen Surrogats mit dem Geschlecht wurden eingeschlossen. Ergebnisse: Von den 4537 analysierten Studienteilnehmern, waren 59% Männer mit einem Durchschnittsalter von 60 (±12) Jahren, einer mittleren GFR von 50 (±18) ml/min/1,73m² und einem UACR-Median von 49 (10–374) mg/g. Der mittlere HU war 42,7 (±3,6) cm bei Männern und 37,2 (±3,7) cm bei Frauen, der mittlere TU 107,6 (±13,6) cm bei Männern und 97,0 (±16,3) cm bei Frauen und der mittlere BMI 29,7 (±5,9) kg/m². Die mittlere Beobachtungszeit betrug 6,5 Jahre. Der TU war signifikant mit Tod assoziiert, mit einer HR von 1,014 pro cm (95% KI 1,005–1,024). HU war signifikant mit Tod bei Frauen assoziiert, Interaktionsterm HR 1,080 pro cm (95% KI 1,009–1,155). Der BMI hatte keinen signifikanten Einfluss auf untersuchte EP. Schlussfolgerung: Bei Patienten mit mittel- bis schwergradig eingeschränkter Nierenfunktion steigern ein erhöhter TU (bei beiden Geschlechtern), sowie bei Frauen ein erhöhter HU das Risiko für Tod jeglicher Ursache. / Introduction: Adiposity alters the risk of adverse outcome in chronic kidney disease. This work investigates the prognostic impact of the adiposity measures neck circumference (NC), waist circumference (WC) and body mass index (BMI). Methods: This study is based on data from the prospective observational German Chronic Kidney study which included adults with chronic kidney disease, defined as estimated glomerular filtration rate (GFR) 30–60 ml/min/1.73 m² or GFR > 60 ml/min/1.73 m² with overt proteinuria. Exclusion criteria were non-Caucasian ethnicity, solid organ transplant, active malignancy and heart failure NYHA IV. Investigated composite outcomes were: 1) 4P-MACE (stroke, myocardial infarction, cardiovascular death, peripheral artery disease event) 2) all-cause death 3) kidney failure (dialysis, transplantation). Cox-models for each outcome and adiposity measure, adjusted for age, sex, smoking, diabetes, hypertension, LDL-cholesterol, GFR, urine-albumin-creatinine ratio (UACR) and CRP, were calculated. Interaction terms of adiposity measures with sex were included. Results: Of the 4537 analysed participants, 59% were men with a mean age of 60 (±12) years, a mean GFR of 50 (±18) ml/min/1.73m² and a median UACR of 49 (10–374) mg/g. Mean NC was 42.7 (±3.6) cm in men and 37.2 (±3.7) cm in women, mean WC was 107.6 (±13.6) cm in men and 97.0 ± 16.3 cm in women, mean BMI was 29.7 (±5.9) kg/m². The mean follow-up time was 6.5 years. WC was associated with death, HR 1.014 per cm (95%CI: 1.005–1.024). NC in women was associated with death, interaction HR 1.080 per cm (95%CI: 1.009–1.155). No significant association of the BMI with the analysed outcomes was observed. Conclusion: In patients with moderate to moderately severe chronic kidney disease, WC in both sexes and NC in women were independently associated with death. BMI was not a relevant prognostic factor in these patients.

For the past 20 years, chronic kidney disease (CKD) has remained one of the major causes of death worldwide. Cardiovascular events account for approximately 50% of deaths in CKD patients, underscoring the clinical relevance of the observed cardiac changes. These changes define uremic cardiomyopathy (UCM) and include left-ventricular hypertrophy (LVH), LV dilatation, and LV systolic and diastolic dysfunction. LVH is seen as the primary manifestation of UCM and is caused by a multitude of different systems including in-creased pre- and afterload and the renin-angiotensin system (RAS). More recent studies found that myocardial dysfunction is apparent before changes in the ventricular geome-try, like hypertrophy, occur to the uremic heart. This leads to the conclusion that LVH is not the cause of cardiac dysfunction, but one of the alterations caused by factors related to the uremic state itself. Among these factors that are independent of pressure and vol-ume overload, are cardiotonic steroids as well as the parathyroid hormone and the endo-thelin (ET-1) system. But we suggest a different substance to play an important role in UCM: Urea. Patients in end-stage renal disease (ESRD) display increased oxidative stress and urea has been found to increase levels of oxidative stress, at least in endothelial cells. Therefore, we investigated the effect that elevated urea levels, as seen in patients undergoing dialysis, have on cardiomyocytes. As the oxidative stress in a cell is regulated by mitochondrial processes, we suspected the mitochondrial orchestrator PGC-1α to play an important role. The uremic heart is in a state of elevated oxidative stress. This has been presented by multiple authors before. By conducting immunofluorescent staining for reactive oxygen species (ROS), we tried to replicate their findings and illustrate elevated levels of ROS. As the fluorescence analysis did not bear significant results, we approached oxidative stress from a different angle: Via mass spectrometry, we looked at the amino acids methionine, cysteine and betaine which are highly involved in sustaining the oxidative balance in the cell. Our findings in the media of urea-treated HL-1 cells lead us to the conclusion, that these cardiomyocytes were in a state of low antioxidative resources. Next, to find the intracellular mechanisms that connect uremia to oxidative stress and compromised energetics, we investigated possible downstream effectors of uremia. The urea-treated cardiomyocytes exhibited significant alterations regarding upstream effec-tors of PGC-1α: The protein kinases Akt and Erk were expressed and phosphorylated dif-ferently in a western blot analysis of uremic h9c2 cells and in mice with induced kidney failure. To combine these findings regarding the protein kinases Akt and Erk and oxidative stress, the Erk/p38 pathways seems conclusive (figure 20). This pathway links uremia and oxidative stress to intracellular effectors that have been found to influence the develop-ment of uremic cardiomyopathy. Another life-threatening alteration in uremic cardiomyopathy is a corrupted cardiac func-tion. The myocardium of uremic patients has shown to be more susceptible to ischemic damage and most patients receiving dialysis experience repeated episodes of intradialytic impairments in cardiac function. The urea-treated cardiomyocytes had a significantly higher oxygen consumption rate due to an inefficiently increased metabolism, most likely caused by an increased level of uncoupling. Taken together, the results of this study indicate that urea by itself plays a role in the de-velopment of uremic cardiomyopathy. So-called high-physiologic levels of urea have led to a mitochondrial inefficiency and an increase of oxidative stress in cardiomyocytes. The protein kinases Akt and Erk may work as effectors of urea to induce these changes via the Erk/p38 pathway. It seems very likely that the mitochondrial changes are mediated by the mitochondrial orchestrator PGC-1α. These observations might lead to further studies in-vestigating urea levels in dialysis patients. In the future, these might lead to a change of practice regarding tolerated urea levels in dialysis and help reduce the cardiac mortality of patients with chronic kidney disease. / Chronische Niereninsuffizienz ist eine der häufigsten Todesursachen weltweit. Da etwa die Hälfte dieser Todesfälle auf kardiovaskuläre Ursachen zurückzuführen sind, ist ein genaues Verständnis der kardialen Veränderungen entscheidend. Zu diesen zählen links-ventrikuläre Hypertrophie, linksventrikuläre Dilatation sowie systolischer und diastoli-scher Funktionsverlust. Zusammen prägen diese Veränderungen den Begriff der Urämischen Kardiomyopathie (UCM). Verschiedene Systeme spielen bei UCM zusammen, wie beispielsweise eine erhöhte Vor- und Nachlast und das Renin-Angiotensin-Aldosteron-System (RAAS). Sie führen zur primären Manifestation der UCM: Die linksventrikuläre Hypertrophie (LVH). Allerdings konnten aktuellere Studien zeigen, dass die Funktion des urämischen Myokards bereits abnimmt, noch bevor Veränderungen der Ventrikelstruktur, wie Hypertrophie, messbar sind. Demnach ist LVH nicht einzig die Ursache des kardialen Funktionsverlusts, sondern eine von vielen Veränderungen bei chronischer Niereninsuffi-zienz. Zu den Faktoren, die unabhängig von Blutdruck und Volumensteigerung sind und eine Rolle bei den oben geschilderten Veränderungen spielen, gehören kardiotonische Steroide, das Parathyroidhormon und das Endothelinsystem (ET-1-System). Wir sehen Grund zur Annahme, dass Urea (Harnstoff) ein weiterer dieser Faktoren ist, der zu Verän-derungen des Herzmuskels führt und die Entstehung von UCM begünstigt. Dialysepatien-ten haben ein erhöhtes Level an oxidativem Stress und es wurde gezeigt, dass Urea in Endothelzellen zu erhöhtem oxidativem Stress führt. Deshalb behandelten wir Kardiomyozyten mit sogenannten hochphysiologischen Urea-Konzentrationen und untersuchten diese anschließend. Dabei setzten wir einen Schwerpunkt auf mitochondriale Prozesse, die zu erhöhtem oxidativen Stress führen können. Unser Interesse galt dabei insbesonde-re dem Transkriptionsfaktor PGC-1α, der als Regulator der Mitochondrien und Dirigent des intrazellulären Metabolismus gilt. Um ebenfalls erhöhte Konzentrationen von oxidativem Stress nachzuweisen, experimen-tierten wir mit immunofluoreszenten Färbungen. Hierdurch konnten wir nur einen Trend ohne Signifikanz feststellen. Deshalb näherten wir uns dem Problem aus einer anderen Richtung: mittels Massenspektrometrie. Wir untersuchten die Aminosäuren Methionin, Cystein und Betain, die für die Regulation des oxidativen Gleichgewichts wichtig sind. Im Medium von mit Urea behandelten HL-1 Zellen konnten wir nachweisen, dass die untersuchten Kardiomyozyten signifikant geringere Konzentrationen an antioxidativ wirkenden Aminosäuren hatten. Als nächstes untersuchten wir die intrazellulären Mechanismen zwischen Urämie und oxidativem Stress. In den mit Urea behandelten h9c2 Zellen und im Mausmodell fand sich eine signifikante Konzentrationssteigerung der Proteinkinase B (PKB/Akt) und Proteinkinase Erk. Diese Enzyme beeinflussen auch den Transkriptionsfaktor PGC-1α. Zusammenfüh-ren lassen sich unsere bisherigen Ergebnisse mittels der Erk/p38 Signalskaskade (Abb. 20). Urämie führt darin über Oxidativem Stress zu einer Beeinflussung intrazellulärer Effektoren, die zur Entstehung von Urämischer Kardiomyopathie beitragen. Eine weitere lebensbedrohliche Komplikation von Urämischer Kardiomyopathie ist die Verringerung der Herzfunktion. Bei urämischen Patienten ist das Myokard anfälliger für ischämiebedingten Schaden und bei den meisten Dialysepatienten zeigen sich wiederholt Episoden, in denen die Herzfunktion geschwächt ist. In der Zellkultur konnten wir dazu passende Veränderungen nachweisen. Aufgrund eines ineffizienten Metabolismus verbrauchten die mit Urea behandelten Zellen signifikant mehr Sauerstoff. Ursache dafür ist wahrscheinlich ein vermehrtes Entkoppeln (Uncoupling) der Mitochondrien. Zusammengefasst zeigt diese Studie, dass Urea in der Entwicklung von Urämischer Kardiomyopathie eine wichtige Rolle spielt. Hoch-physiologische Konzentrationen von Urea im Blut führen über die Erk/p38 Signalkaskade und die Proteinkinasen PKB und Erk zu einer ineffizienten Funktion der Mitochondrien und erhöhen den intrazellulären oxidativen Stress. Wir halten es für wahrscheinlich, dass der Transkriptionsfaktor PGC-1α die dazu führenden mitochondrialen Veränderungen reguliert. Diese Erkenntnisse können weitere Studien anregen, die die tolerierte Konzentration von Urea bei Dialysepatienten untersu-chen. Zukünftig kann dies zu einer strengeren Einstellung der Urea-Werte bei Dialysepati-enten führen. Möglicherweise lässt sich dadurch die Mortalität der Patienten mit chroni-scher Niereninsuffizienz senken.

Im Rahmen einer randomisierten, prospektiven Cross-over-Studie wurden während der Hämodialyse an chronisch dialysepflichtigen Patienten standardisiert Parameter der Dialyseeffektivität und Biokompatibilität einer neuen, mittels einem Polyelektrolytadditiv modifizierten Dialysemembran, PUREMA® H, im Vergleich zu einer Kontrolldialysemembran, Helixone®, gemessen. Im Vergleich zur Kontrollmembran wies die PUREMA® H-Membran eine verbesserte Entfernung kleinmolekulargewichtiger Eiweiße incl. 2-Mikroglobulin und eine insbesondere für die Komplementaktivierung optimierte Biokompatibilität auf. / In a prospective, randomized, cross-over study on maintenance dialysis patients, a new polyelectrolyte modified hemodialysis membrane, PUREMA® H, was compared to a control membrane, Helixone®, during haemodialysis. Parameters of dialysis efficacy and biocompatibility were measured in a standardized manner. Compared to control, PUREMA® H showed a significantly higher removal of low-molecular-weight proteins, including beta 2-microglobulin and an optimized biocompatibility particulary in regard to complement system activation.

München, Techn. Univ., Diss., 2004.

Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass die Kombination von Bortezomib mit Bendamustin und Prednison ein sehr effektives und gut verträgliches Behandlungsregime für Patienten mit neu diagnostiziertem Multiplen Myelom und Leichtketten-induzierter schwerer Nierenschädigung darstellt. Bei der Mehrzahl der Patienten kommt es zu einem raschen hämatolgischen Ansprechen mit nachfolgender deutlicher Verbesserung der Nierenfunktion innerhalb der ersten sechs Wochen. Das BPV Protokoll ist daher ein wirkungsvoller Therapieansatz für die Behandlung von Patienten mit Multiplen Myelom und begleitender Nierenschädigung.

Adipokine sind Proteine, die aus dem Fettgewebe freigesetzt werden. Viele dieser Fettzell-sezernierten Proteine sind bei Adipositas dysreguliert und beeinflussen das Risiko für kardiometabolische Folgeerkrankungen. Die vorliegende Arbeit untersucht daher im Speziellen die neuartigen Adipokine Angiopoietin-like protein 8/Betatrophin, Irisin, Progranulin, Adipocyte fatty acid-binding protein (AFABP) und Fibroblast growth factor 21 (FGF21) als potentiellen Link zwischen dem Fettgewebe sowie den kardiometabolischen Erkrankungen Niereninsuffizienz und Gestationsdiabetes (GDM). Die Grundlage der vorliegenden Arbeit bilden humane Studien in Patienten mit chronischer und akuter Niereninsuffizienz sowie in Patientinnen mit GDM. Zudem wurden einzelne Ergebnisse der humanen Studien in einer großen Kohortenstudie mit >1000 Probanden verifiziert. Des Weiteren wurden einzelne Adipokine in tierexperimentellen Studien genauer untersucht, um kausale Assoziationen zu detektieren. Hierdurch gelang es, bestimmte Regulationsmuster von Adipokinen in den kardiometabolischen Erkrankungen Niereninsuffizienz und GDM zu erkennen, um so mögliche pharmakologische Targets zu identifizieren. Bei Frauen mit GDM könnte insbesondere Angiopoietin-like protein 8/Betatrophin in Zukunft als pharmakologisches Target in Betracht kommen. Andere Adipokine zeigen jedoch bei GDM unterschiedliche Regulationen im Vergleich zu Diabetes mellitus Typ 2. Hier müssen zunächst weitere Untersuchungen die exakten Pathomechanismen für diese divergierenden Ergebnisse identifizieren. In den Studien zu chronischer und akuter Niereninsuffizienz konnte gezeigt werden, dass insbesondere die Adipokine Progranulin, AFABP und FGF21 direkt mit der Nierenfunktion assoziiert sind. Andere Adipokine wie z.B. Angiopoietin-like protein 8/Betatrophin scheinen nicht renal eliminiert zu werden. Basierend auf diesen Ergebnissen muss nun untersucht werden, ob bestimmte Adipokine eine kausale Rolle in der Entwicklung und Progression einer Niereninsuffizienz spielen. Zusammenfassend wurden somit verschiedene Adipokine in kardiometabolischen Risikoerkrankungen charakterisiert. Es konnten mögliche zukünftige pharmakologische Targets für die Behandlung von Niereninsuffizienz sowie für die bei GDM zugrundeliegende Insulinresistenz identifiziert werden.:1. Einleitung 1.1 Adipokine 1.2 Adipokine sind dysreguliert bei Adipositas 1.3 Adipokine bei kardiovaskulären Erkrankungen, Diabetes mellitus und chronischer Niereninsuffizienz 1.4 Definition der Krankheitsentitäten Niereninsuffizienz und Gestationsdiabetes als kardiometabolische Risikoerkrankungen 1.4.1 Chronische Niereninsuffizienz 1.4.2 Akute Niereninsuffizienz 1.4.3 Gestationsdiabetes 1.5 Hypothese 2. Methoden 2.1 Humane Studien 2.1.1 Patienten mit chronischer Niereninsuffizienz 2.1.2 Patienten mit akuter Niereninsuffizienz 2.1.3 Patientinnen mit Gestationsdiabetes 2.1.4 Humane Querschnittsstudien 2.2 Tierexperimentelle Studien 2.2.1 Tiere mit akuter Niereninsuffizienz: nephrektomierte Sprague Dawley-Ratten 2.2.2 Tiere mit chronischer Niereninsuffizienz: eNOS-/- C57BLKS db/db-Mäuse 2.3 Charakterisierung und Assays 2.4 Statistik 3. Resultate 3.1 Angptl8/Betatrophin 3.2 Irisin 3.3 Progranulin 3.4 AFABP 3.5 FGF21 4. Diskussion und Ausblick 5. Anlagen 5.1 Anlage 1: Erklärungen zur vorgelegten Habilitationsschrift 5.2 Anlage 2: Lebenslauf 5.3 Anlage 3: Publikationsverzeichnis 5.4 Anlage 4: Danksagung 5.5 Anlage 5: Referenzen

Die kathetergestützte Aortenklappenimplantation ist bei älteren, multimorbiden Patienten mit einer symptomatischen, hochgradigen Aortenklappenstenose die Therapie der Wahl. Eine mit dem Alter zunehmende Begleiterkrankung älterer Patienten ist die chronische Niereninsuffizienz. Diese hat bei konventionell-kardiochirurgischen Operationen einen negativen Einfluss auf das postoperative Überleben. Bei der kathetergestützten Aortenklappenimplantation gibt es widersprüchliche Studienergebnisse, was die postinterventionelle Letalität bei eingeschränkter Nierenfunktion betrifft. Das Ziel dieser Arbeit war es, den Einfluss einer präinterventionell bestehenden chronischen Niereninsuffizienz auf die Letalität nach kathetergestützter Aortenklappenimplantation nach 30 Tagen und nach einem Jahr zu untersuchen. Zudem wurde analysiert, inwieweit ein auftretendes akutes Nierenversagen die postinterventionelle Letalität beeinflusst. Patienten und Methoden: Die Grundlage der Arbeit waren 1820 Patienten, welche vom Januar 2006 bis zum September 2014 eine kathetergestützte Aortenklappenimplantation aufgrund einer hochgradigen Aortenklappenstenose am Herzzentrum Leipzig erhielten. Die Bestimmung der chronischen Niereninsuffizienz erfolgte durch die laborchemische Bestimmung des Serumkreatininwertes mit der dazugehörigen eGFR, welche nach der MDRD-Formel berechnet wurde. Die eGFR bildete die Grundlage zur Einteilung der Patienten in fünf Gruppen der chronischen Niereninsuffizienz (CNI) – CNI 1+2 (>60 ml/min/1,73 m2), CNI 3a (59–45 ml/min/1,73 m2), CNI 3b (44–30 ml/min/1,73 m2), CNI 4 (29–15 ml/min/1,73 m2) und CNI 5 (<15 ml/min/1,73 m2 sowie Dialysepatienten). Die Bewertung der Letalität und postinterventioneller Komplikationen erfolgte nach den VARC-2 Kriterien. Ergebnisse: Die Verteilung des Patientenkollektivs auf die einzelnen CNI Stadien war wie folgt: CNI 1+2: 42,9%, CNI 3a: 26,2%, CNI 3b: 20,4%, CNI 4: 7,7% sowie CNI 5: 2,7%. Der Median des Alters des Gesamtkollektivs lag bei 81 Jahren (Q1: 77; Q3: 84). Insgesamt verstarben nach 30 Tagen 7,1% und nach einem Jahr 22,4% aller Patienten. Aufgeschlüsselt nach CNI Gruppen ergab sich ein inverses Verhalten von steigender Letalität mit abnehmender präinterventioneller Nierenfunktion. Die Komplikationsanalyse nach VARC-2 zeigte keine signifikanten Unterschiede zwischen den fünf Gruppen – außer beim Auftreten des akuten Nierenversagens (p<0,001). Nach TAVI erhielten 70 Patienten passager oder permanent eine de novo Dialyse. Das Risiko eine Dialyse postprozedural zu erhalten, war in den CNI Gruppen 3b (OR 2,10) und 4 (OR 4,58) am höchsten. Die Letalität in dieser Subgruppe lag nach 30 Tagen bei 49,2% und nach einem Jahr bei 79,1%. Das Risiko innerhalb von 30 Tagen zu sterben war bei Patienten mit neuer postinterventioneller Dialysepflichtigkeit über 19-mal höher, nach einem Jahr 16-fach erhöht. Schlussfolgerung: Die chronische Niereninsuffizienz stellt beim älteren, multimorbiden Patienten einen wichtigen präinterventionellen Risikofaktor dar. Das Risiko zu sterben erhöht sich mit zunehmender Nierenfunktionseinschränkung. Eine sorgfältige präinterventionelle Risikoeinschätzung ist daher unabdingbar.

Das Ziel dieser Arbeit war die Identifikation und Assoziation nierenpathogener Gen-Varianten mit dem klinischen Phänotyp einer chronischen Niereninsuffizienz (CKD) durch chronisch tubulo-interstitielle Nephritis (CIN) unbekannter Ursache bei Erwachsenen. Die Auswahl der Studienkohorte erfolgte anhand festgelegter histologischer und klinischer Kriterien (prädominante CIN unklarer Ursache), die sich in 52 von 785 Biopsie-Befunden aus den Jahren 1983 bis 2013 finden ließen. Insbesondere aufgrund fehlender Kontaktierbarkeit infolge des langen Beobachtungszeitraums konnten letztlich 10 der 52 Probanden rekrutiert und in die genetische Analyse inkludiert werden. Nach der Durchführung einer Exom-Sequenzierung wurden die Rohdatensätze jedes einzelnen Probanden auf ausschließlich seltene Varianten gefiltert. Der verbliebene Datensatz wurde dann auf seltene Varianten in 199 bekannten mit hereditären Nephropathien assoziierten Gene hin untersucht (virtuelles CKD-Genpanel). Zunächst konzentrierten wir uns auf Gene die mit tubulo-interstitiellen Nephropathien assoziiert sind (NPHP-RC, ARPKD, ADTKD). Im weiteren Verlauf inkludierten wir Gene für glomeruläre Nephropathien (FSGS und COL4-Nephropathie/Alport-Syndrom) und kongenitale Nierenanomalien (CAKUT). Die dabei detektierten genetischen Varianten wurden auf mögliche Pathogenität anhand der ACMG-Klassifizierung final bewertet. Daraus resultierten bei vier Probanden insgesamt fünf wahrscheinlich pathogene Varianten der ACMG-Klasse 4 und 5 (pathogenic, likely pathogenic) in den Genen NPHS2, COL4A4, COL4A3 und DSTYK. Die diagnostisch bedeutsamen Varianten wurden in der Literatur bereits im Zusammenhang mit hereditäre FSGS, Kollagen-IV-Nephropathie und CAKUT beschrieben. Bei einem Probanden (A5204) mit pathogenen Varianten im NPHS2-Gen konnten wir mittels Segregationsanalyse der Eltern den klinischen Phänotyp eindeutig zuordnen. Des Weiteren konnten wir 12 Varianten unklarer Signifikanz (VUS) bei insgesamt sechs Probanden ausfindig machen, welche sich teilweise in funktionell bedeutsamen Genregionen befinden. Hier zu nennen sind insbesondere die gefundenen VUS-Varianten in den Genen TNXB und FN1, die eine Pathogenität nahelegen, deren Bedeutung aber für die Entwicklung einer chronischen Niereninsuffizienz in der vorliegenden Studie nicht abschließend beurteilt werden konnte. Zusammenfassend demonstriert diese Arbeit die häufig fehlende Übereinstimmung von histologischen Diagnosen (vordergründig tubulo-interstitielle Nephropathie) und genetischen Diagnosen (vordergründig glomeruläre Nephropathie) in der Abklärung einer chronischen Niereninsuffizienz. Insbesondere zeigt sich in der vorliegenden Arbeit der Wert einer breiten genetischen Analyse zur genaueren ätiologischen Abklärung von CKD-Patienten mit unspezifischen nephropathologischen Veränderungen, wie der der chronisch-interstitiellen Nephritis.:1 Inhaltsverzeichnis ........................................................................................................................... 1 2 Abkürzungsverzeichnis ................................................................................................................... 3 3 Einführung ....................................................................................................................................... 6 3.1 Chronische Niereninsuffizienz (CKD) ...................................................................................... 6 3.1.1 Bedeutung der Nierenbiospie ......................................................................................... 8 3.1.2 CIN – chronische interstitielle Nephritis .......................................................................... 9 3.2 Hereditäre chronische Nephropathien .................................................................................. 9 3.2.1 Hereditäre tubulo-interstitielle Nephropathien ............................................................ 11 3.2.1.1 Nephronophthise (NPHP) / Nephronophthise-assoziierte Ziliopathien .................... 11 3.2.1.2 ADPKD – autosomal dominante polyzystische Nierenerkrankung ........................... 14 3.2.1.3 ARPKD – autosomal rezessive polyzystische Nierenerkrankung ............................... 15 3.2.1.4 ADTKD – autosomal dominante tubulo-interstitielle Nierenerkrankung .................. 15 3.2.2 Hereditäre Glomerulopathien ....................................................................................... 16 3.2.2.1 Alport-Syndrom / Syndrom der dünnen Basalmembran (TBMD, TBMN) ................. 16 3.2.2.2 FSGS – fokal segmentale Glomerulosklerose ............................................................ 17 3.2.3 CAKUT ............................................................................................................................ 17 4 Aufgabenstellung .......................................................................................................................... 18 5 Material und Methoden ............................................................................................................... 19 5.1 Studienaufbau ....................................................................................................................... 19 5.1.1 Nierenbiopsien und histologischer Befund ................................................................... 19 5.1.2 Auswahl und Rekrutierung der Probanden ................................................................... 19 5.2 Exom-Sequenzierung ............................................................................................................ 20 5.2.1 Definition und Bedeutung ............................................................................................. 20 5.2.2 Durchführung des WES .................................................................................................. 21 5.2.3 Zu untersuchende Gene ................................................................................................ 21 5.3 Filterung und Analyse genetischer Varianten...................................................................... 24 5.3.1 Filterkriterien für Rohdatensätze .................................................................................. 24 5.3.2 Prädiktionstools für genetische Varianten .................................................................... 27 5.3.3 Mutationsdatenbank (HGMD) ....................................................................................... 28 5.3.4 ACMG-Klassifizierungssystem ....................................................................................... 28 6 Ergebnisse ..................................................................................................................................... 29 6.1 WES-Datenqualität ............................................................................................................... 29 6.2 Ergebnisse anhand der ACMG-Klassifizierung ..................................................................... 31 6.2.1 Genetische Varianten der Klasse 4 und 5 (pathogen und wahrscheinlich pathogen) .. 31 6.2.2 Genetische Varianten der Klasse 3 (VUS) ...................................................................... 36 7 Diskussion ..................................................................................................................................... 43 8 Zusammenfassung ........................................................................................................................ 49 9 Literaturverzeichnis ...................................................................................................................... 51 10 Anlagen ......................................................................................................................................... 57 10.1 Abbildungsverzeichnis ........................................................................................................... 57 10.2 Tabellenverzeichnis ............................................................................................................... 57 11 Selbstständigkeitserklärung ......................................................................................................... 58 12 Lebenslauf 13 Danksagung

Zusammenfassung Hintergrund. Seit der Verbesserung der Methoden der HSCT und der Einführung der dosisreduzierten Konditionierungsregime haben sich die Indikationen für die Durchführung der HSCT erweitert. Das akute Nierenversagen ist dabei eine häufige Komplikation nach der HSCT. Die Entwicklung einer CKD in unterschiedlichen Patientenpopulationen ist einerseits mit dem multiplem Auftreten einer AKI und andererseits langfristig mit einer erhöhten Mortalität assoziiert. Ob dies allerdings für die Situation einer HSCT gültig ist, ist derzeit unklar. Eine HSCT mit myeloablativer Konditionierung hat verglichen mit der HSCT mit dosisreduzierter Konditionierung und mit einer nicht–myeloablativen Konditionierung in den bisherigen Studien eine höhere Inzidenz der AKI aufgewiesen. Die Daten in der verwendeten Literatur sind hinsichtlich der Inzidenzen und der Risikofaktoren für AKI, CKD und Mortalität sehr heterogen. Ziel dieser Studie war eine detailierte Berücksichtigung und Identifikation möglicher Risikofaktoren für das Auftreten einer Nierenschädigung gemäß etablierter AKI- bzw. CKD-Definitionen und Mortalität. Zusätzlich haben wir erstmals untersucht, welche Risikofaktoren für eine standardisierte Nierenfunktionsverschlechterung≥ 15 ml/min (delta-eGFR) nach der HSCT eine wichtige Rolle spielen. Methodik. In diese retrospektive Studie wurden 312 Patienten eingeschlossen, die zwischen Januar 2012 und Dezember 2014 am Universitätsklinikum Dresden eine allogene Stammzelltransplantation erhalten haben und bis Ende Dezember 2016 nachverfolgt wurden. Die Nierenschädigung haben wir anhand der Patientendokumentation im Hinblick auf vorbestehende Erkrankungen und Komplikationen, sowie laborchemisch evaluiert. Unter den untersuchten Risikofaktoren zum Zeitpunkt der Transplantation bzw. vorher waren Alter, Komorbiditätsscore, vorbestehende CKD, einmalig eingeschränkte Nierenfunktion oder Proteinurie vor der HSCT, DM, arterielle Hypertonie, vorbestehende Therapie mit Chemotherapeutika, Konditionierung, Stammzellgewinnung, HLA-Kompatibilität und Empfänger-Spenderkonstellation. Unter den untersuchten Risikofaktoren nach der Transplantation waren die Faktoren: aGVHD, cGVHD, Sepsis, CMV-Reaktivierung, VOD, TMA, immunsuppressive Medikamente wie Cyclosporin A (CsA), Tacrolimus, Methotrexat (MTX), Mycophenolat-Mofetil (MMF); nephrotoxische Antibiotika wie Aminoglykoside, Nichtsteroidale Antirheumatika (NSAR) und bildgebende Verfahren mit Röntgen-Kontrastmittel (KM). Anhand einer Univariat- und Multivariatanalyse haben wir überprüft, welche dieser Risikofaktoren eine signifikante Assoziation mit der AKI, der CKD über die ganze Laufzeit, der eGFR Verschlechterung ≥ 15 ml/min innerhalb des ersten Jahres nach der HSCT und der Mortalität aufwiesen. Ergebnisse. Die Inzidenz der AKI in dieser Studie lag bei 63,5 %: AKI Grad 1 - 17,62 % (55/312), der AKI Grad 2 - 25,32 % (79/312) und der AKI Grad 3 - 20,51 % (64/312). Eine CKD nach der Transplantation zeigte sich bei 203 Patienten (65,1 %). 109 Patienten (34,9 %) wiesen keine Anzeichen für eine chronische Niereninsuffizienz nach der HSCT auf. 127 (40,7 %) haben eine neue CKD nach der HSCT entwickelt, 49 Patienten (15,7 %) hatten eine CKD vor und nach der HSCT und 27 Patienten (8,7 %), die eine einmalig eingeschränkte Nierenfunktion oder Proteinurie vor der HSCT aufwiesen, haben nach der HSCT eine CKD entwickelt. Die Inzidenz der CKD Grad < 3 nach der HSCT lag bei 45,5 % (142/312 Patienten) und der CKD Grad ≥ 3 nach der HSCT bei 19,6 % (61/312 Patienten). Für die Entwicklung einer AKI nach der HSCT zeigten sich in der Multivariatanalyse eine CKD und eingeschränkte Nierenfunktion oder Proteinurie vor der HSCT, Sepsis nach HSCT, ein bildgebendes Verfahren mit einem Röntgen–KM nach HSCT und die Dauer des Aufenthalts auf der ITS als unabhängige Risikofaktoren. Für die CKD-Entwicklung nach der HSCT konnten das Alter vor und nach HSCT, die Dauer der Therapie mit CsA, die Abwesenheit einer Sepsis und die Anzahl der AKI als unabhängige Risikofaktoren identifiziert werden. Als Risikofaktoren für die Entwicklung eines eGFR–Verlustes ≥ 15 ml/min/1,73 m2 innerhalb eines Jahres nach HSCT waren aGVHD-und Sepsis-Entwicklung unabhängige Risikofaktoren. Für die Gesamtmortalität war ausschließlich die Sepsis ein unabhängiges Risiko. Schlussfolgerung. Die HSCT weist eine hohe Inzidenz der AKI, CKD und eine hohe Mortalität auf. Die Mortalitätsrate nach der HSCT ist besonders hoch in den ersten 6 Monaten. Sepsis war der einzige unabhängige Risikofaktor, der sich in der Multivariatanalyse als signifikant für die AKI, CKD, eGFR-Verlust ≥ 15 ml/min/1,73 m2 und gleichzeitig für die Mortalität erwiesen hat. Patienten mit vorbestehender CKD und eingeschränkter Nierenfunktion oder Proteinurie vor der HSCT, die sowohl nach der HSCT eine Sepsis entwickelt haben als auch länger auf der ITS geblieben sind und zusätzlich bildgebende Verfahren mit Röntgen-KM bekommen haben, zeigten sich als am meisten AKI-gefährdete Patientenpopulationen. Ältere Patienten, die nach der HSCT keine Sepsis entwickeln und damit eine längere Überlebensdauer aufgewiesen haben, eine längere Therapie mit CsA erhalten müssen und mehrere AKI entwickeln, haben ein besonders hohes Risiko für die Ausbildung einer CKD. Sepsis und aGVHD waren die Hauptrisikofaktoren für ein höheres Ausmaß einer Nierenfunktionsverschlechterung (delta-eGFR) innerhalb des ersten Jahres nach der HSCT. Insgesamt ist das Vermeiden einer septischen Komplikation nach HSCT der alles überragende Punkt sowohl für das Überleben des Patienten als auch für den Schutz seiner Nieren.:1 Einleitung 1 1.1 Hämatopoetische Stammzelltransplantation (HSCT) 1 1.1.1 Indikationen für die HSCT 1 1.1.2 Auswahl des Spenders 2 1.1.3 Stammzellgewinnung 3 1.1.4 Konditionierung – myeloablativ, nicht-myeloablativ, dosisreduziert 3 1.1.5 Neutrophiles Engraftment und Chimärismus 4 1.2 Akutes Nierenversagen – Definition und Stadieneinteilung 5 1.3 AKI nach Stammzelltransplantation 8 1.4 Assoziation der Mortalitätsrate nach der HSCT mit der AKI 9 1.5 CKD nach der HSCT 10 1.6 Chronische Nierenfunktionsverschlechterung nach HSCT (delta eGFR 11 1.7 Komplikationen nach HSCT, vermutlich assoziiert mit Nierenschädigung 12 1.7.1 Engraftment-Syndrom 12 1.7.2 Sepsis 12 1.7.3 Venenverschlusskrankheit (VOD 13 1.7.4 Akute Graft versus host disease (aGVHD) 14 1.7.5 Thrombotische Mikroangiopathie (TMA) 15 1.7.6 Chronische Graft versus host disease (cGVHD) 15 1.7.7 Calcineurininhibitor - vermittelte Nephrotoxitität 17 1.7.8 Antiinfektiva 18 1.8 Fragestellungen und Ziele 19 2 Patienten und Methoden 20 2.1 Studiendesign 20 2.2 Messparameter und Definitionen 21 2.3 Ethikvotum 24 2.4 Datenanalyse und Statistik 24 3 Ergebnisse 27 3.1 Patientenkollektiv 27 3.2 Inzidenz des akuten Nierenversagens nach der Stammzelltransplantation 32 3.3 Inzidenz der chronischen Niereninsuffizienz nach der Stammzelltransplantation 33 3.4 eGFR-Reduktion nach der HSCT 39 3.5 Inzidenz der Mortalität 40 3.6 Risikofaktoren für die Entwicklung einer AKI nach der HSCT 42 3.7 Risikofaktoren für die Entwicklung einer CKD nach der HSCT 50 3.8 Risikofaktoren für delta eGFR innerhalb des ersten Jahres nach der HSCT 58 3.9 Risikofaktoren für Mortalität 66 4 Diskussion 72 4.1 Inzidenz der AKI, der CKD und der Mortalität 72 4.2 Risikofaktoren für die Entwicklung einer AKI nach der HSCT 74 4.3 Risikofaktoren für die Entwicklung einer CKD nach der HSCT 77 4.4 Risikofaktoren für eine eGFR–Verschlechterung ≥ 15 ml/min/1,73 m2 innerhalb des ersten Jahres nach der HSCT 83 4.5 Risikofaktoren für Mortalität 85 4.6 Ausblick 88 5 Zusammenfassung 89 5.1 Zusammenfassung 89 5.2 Summary 92 6 Literaturverzeichnis 94 7 Abbildungsverzeichnis 113 8 Tabellenverzeichnis 113 9 Danksagung 116 10 Lebenslauf 117

Dialysepflichtige Patienten haben ein erhöhtes Risiko für eine ambulant erworbene Pneumonie. Aufgrund der Niereninsuffizienz und der daraus resultierenden geänderten Metabolisierung von Medikamenten und dem Vorliegen von Komorbiditäten ist es von großer Bedeutung, eine geeignete medikamentöse Therapie zu finden, die sicher und effektiv in der Behandlung ist. In der durchgeführten Untersuchung wurden die Wirksamkeit, Verträglichkeit und die Pharmakokinetik von Moxifloxacin bei dialysepflichtigen Patienten geprüft, die eine ambulant erworbene oder eine innerhalb von 5 Tagen nach stationärer Aufnahme aufgetretene Pneumonie erworben hatten. Die Pharmakokinetik sollte prüfen, ob eine Dosisanpassung oder eine Änderung des Dosisintervalls bei dialysepflichtigen Patienten erforderlich ist. Es wurden in der Studie 21 Patienten untersucht, die nach dem Studienprotokoll behandelt wurden. Zwölf der Patienten hatten eine terminale Niereninsuffizienz, bei neun bestand ein akutes Nierenversagen. 81% der Patienten erreichten eine komplette Remission. Die mikrobiologischen Erreger waren sowohl grampositive als auch gramnegative Keime. Die mittels HPLC erhobenen pharmakokinetischen Daten zeigten keinen signifikanten Unterschied zwischen den Daten von Nierengesunden und Dialysepatienten. Die Spitzenkonzentrationen von Moxifloxacin waren mit 5 mg/L bei Dialysepatienten im Bereich der Maximalspiegel von Nierengesunden. Dasselbe gilt für die Talspiegel nach 24 h, die sich zwischen 1,3 - 1,5 mg/L bewegten. Eine deutliche Kumulation von Moxifloxacin wurde nicht beobachtet. Die Pharmakokinetik bei den Studienteilnehmern ergab eine geschätzte orale Bioverfügbarkeit von 85 %, die nur geringfügig niedriger war als bei Nierengesunden. Die maximalen Plasmakonzentrationen, die area under the curve und die Halbwertszeiten waren während der Dialyse moderat höher im Vergleich zu Werten von Nierengesunden. Die klinische und mikrobiologische Wirksamkeit war gut. Aus der Studie kann abgeleitet werden, dass eine Behandlung mit Moxifloxacin bei niereninsuffizienten Patienten eine wirksame und sichere Therapieoption darstellt und eine Dosisänderung oder Anpassung des Dosierungsintervalls nicht erforderlich ist.