Untersuchungen haben gezeigt, dass unterdurchschnittlich leichte Neugeborene für zahlreiche Erkrankungen ein erhöhtes Risiko tragen. Beschrieben ist unter anderem das vermehrte Auftreten psychosozialer Probleme sowie metabolischer und kardiovaskulärer Spätfolgen. Inzwischen sind zahlreiche mögliche Ursachen einer intrauterinen und postnatalen Wachstumsretardierung beschrieben worden. Unter diesen Ursachen finden sich auch genetische Veränderungen von Proteinen der endokrinologischen Wachstumsregulierung. So wurden Mutationen im GH1 Gen, in Entwicklungsgenen von GH produzierenden Zellen, im IGF-I Gen und schließlich auch im IGF-I Rezeptor Gen identifiziert. Mutationen im letztgenannten Gen stellen den neuesten Forschungszweig dar und wurden bisher weltweit bei lediglich 19 Patienten festgestellt. Mit dieser Arbeit wird ein weiterer Patient mit einer heterozygoten IGF-I Rezeptormutation beschrieben. Neben einer ausführlichen klinischen Beschreibung war die Analyse der Kausalzusammenhänge von Mutation und klinischem Bild Hauptziel dieser Studie. Über eine ausgeprägte intrauterine und postnatale Wachstumsretardierung hinaus präsentierte die betroffene Patientin eine mentale Entwicklungsverzögerung. Durch verschiedene molekularbiologische Methoden konnte eine gestörte intrazelluläre Prozessierung des veränderten Rezeptorproteins nachgewiesen werden. Beobachtet wurde eine fehlende Zelloberflächenexpression aufgrund einer Retention von Rezeptorvorstufen im Endoplasmatischen Retikulum. Damit wurde ein neuer Mechanismus der IGF-I Resistenz beschrieben.

Wachstumshormon (GH) besteht aus 191 Aminosäuren, hat eine Molekülmasse von 22kD und ist essentiell für postnatales Wachstum. Es wird aus der Adenohypophyse freigesetzt. GH bindet an einen GH-Rezeptor (GHR) und aktiviert somit über intrazelluläre Signalvorgänge Zielgene, insbesondere das, welches für die Kodierung von insulin-like growth factor (IGF-1) zuständig ist. IGF-1 vermittelt den Großteil aller GH-Signale. Zusammen mit den bereits bekannten GH Mutanten R77C und D112G ist in dieser Studie der neue GH Mutant d188-190 charakterisiert worden. Alle drei Mutanten wurden in heterozygoter Form in kleinwüchsigen Patienten identifiziert. Diesen Patientendaten zu Folge schien es möglich, dass d188-190 eine GH-antagonistische Wirkung besitzt. Zusätzlich wurde die extrem konservierte C-terminale Disulfidbrücke des GH im Mutanten d188-190 unterbrochen vorgefunden. Die Auswirkung der Unterbrechung wurde durch Substitution einer oder beider involvierter Cysteine durch Alanine untersucht. Alle Mutanten und Wildtypen des GH wurden in menschlichen embryonalen Nierenzellen (HEK-293) angezüchtet und eine Reihe von in vitro Experimenten sind für deren Charakterisierung etabliert worden. Es zeigte sich, dass d188-190 keine GH-antagonistische Wirkung besitzt. Im Vergleich zum Wildtyp weist der Mutant eine verminderte Bindungsaffinität zu GH, schwächere biologische Aktivität und höhere Stabilität auf. R77C und D112G sind dem Wildtyp GH sehr ähnlich. Die Disulfidbrücke ist wichtig für die Rezeptorbindung und für die biologische Aktivität von GH. Wenn ein Cystein entfernt wird vermindert sich die Stabilität des Moleküls. Dieser Effekt kann durch Entfernen des zweiten Cysteins wieder rückgängig gemacht werden. Die in dieser Studie etablierten Experimente können Verwendung finden in der Charakterisierung bislang nicht bekannter GH Mutanten und können darüber hinaus zur Behandlung von Patienten eingesetzt werden. / Growth hormone (GH) is a 22 kD, 191-aa, pituitary-derived peptide hormone that is essential for postnatal growth. GH signals via binding to GH receptor (GHR), which initiates intracellular signal transduction pathways. This leads to activation of target genes, most importantly the one encoding insulin-like growth factor (IGF)-1, which mediates most GH action. In this study a novel GH mutant, d188-190, was characterized along with previously reported GH mutants R77C and D112G. All of these mutants had been identified in heterozygous form in patients with retarded growth. Based on patient data, d188-190 was thought to be a GHR antagonist. Moreover, the extremely conserved C-terminal disulfide bridge of GH was disrupted in mutant d188-190 and its role was studied by substituting one or both of the involved cysteines with alanines. All mutants and wild type (wt) GH were produced in human embryonic kidney (HEK)-293 cells and an array of in vitro experiments was established for their characterization. It turned out that the novel d188-190 mutant is not a GHR antagonist after all. It has a diminished binding affinity to GHR, low biological activity and high stability compared to wt GH. R77C and D112G are rather similar to wt GH. The disulfide bridge is important for receptor binding and biological activity of GH. If one of the cysteines is removed the stability of the molecule drops but this can be reversed by removing both cysteines. If further GH mutants are to be identified, the established array of experiments will be useful for their fast characterization and could even contribute to correct treatment of patients.

Die Erfassung der gesundheitsbezogenen Lebensqualität speziell von kleinwüchsigen Kindern und Jugendlichen gewinnt im medizinischen und psychologischen Bereich an Bedeutung. Neben dem Selbstbericht der betroffenen Kinder stellt die elterliche Perspektive zur gesundheitsbezogenen Lebensqualität eine zusätzliche Informationsquelle dar. In der vorliegenden Arbeit wurde quantitativ und qualitativ die gesundheitsbezogene Lebensqualität von kleinwüchsigen Kindern und Jugendlichen mit Wachstumshormonmangel (GHD) und idiopathischem Kleinwuchs (ISS) aus elterlicher Perspektive (n = 33) untersucht. Grundlage der quantitativen Untersuchung war die Erhebung der gesundheitsbezogenen Lebensqualität mithilfe des KIDSCREEN-52-Fragebogens aus Elternperspektive. Dieser Datensatz wurde mit den Normdaten des KIDSCREEN-52-Fragebogens deutscher Eltern normalwüchsiger Kinder (N ~ 1683) verglichen. Zusätzlich wurden Gruppenunterschiede (Geschlechter-, Alters- und Diagnosegruppen sowie der Behandlungsstatus) innerhalb der Stichprobe überprüft. Es wurden inferenzstatistische Auswertungsverfahren verwendet. Zudem wurden Eltern über die gesundheitsbezogene Lebensqualität ihrer kleinwüchsigen Kinder im Rahmen von strukturierten Fokusgruppeninterviews in Deutschland befragt. Diese Daten wurden qualitativ mithilfe der Software MaxQDA (MaxQDA 10/11, VERBI Software) ausgewertet. Die Ergebnisse der quantitativen Analyse zeigen signifikante Unterschiede zu normalgroßen Kindern in den Bereichen „Selbstwahrnehmung“, „Selbstständigkeit“ und „Soziale Akzeptanz“. Im Bereich „Schule“ schätzten Eltern mit kleinwüchsigen Söhnen die gesundheitsbezogene Lebensqualität schlechter ein als befragte Eltern mit kleinwüchsigen Töchtern. Die qualitative Auswertung zeigt, dass in bestimmten Lebensbereichen kleinwüchsiger Kinder Einschränkungen vorliegen. Neben physischen Defiziten wurden von emotionalen Problemen und sozialen Schwierigkeiten berichtet. Bewältigungsstrategien wurden positiv beschrieben. Insgesamt wurden nur geringfügige Gruppenunterschiede gefunden. In der Kategorie „Auswirkungen auf die Eltern und Zukunftsgedanken der Eltern“ zeigten sich Einschränkungen in der gesundheitsbezogenen Lebensqualität der Eltern. Zudem wurde die Unterstützung durch die Eltern als bedeutsam für die gesundheitsbezogene Lebensqualität ihrer kleinwüchsigen Kinder identifiziert.