Maligne Hyperthermie

Unsere Klinik beschäftigt sich seit vielen Jahren mit Problemen der Prophylaxe, Diagnostik und Therapie der malignen Hyperthermie.

Projekte

Mutagenese des humanen RYR1-Gens und Transfektion in primäre Myotubes zur funktionellen Untersuchung der Kausalität von Maligne-Hyperthermie-assoziierten Mutationen

Beteiligte Wissenschaftler

PD Dr. Henrik Rüffert (E-Mail), Dr. M. Wehner, K. Krist (Universtätsklinikum Leipzig,Klinik und Poliklinik für Anästhesiologie und Intensivtherapie)

Prof. Dr. M. Digweed (Institut für Humangenetik, Charité - Universitätsmedizin Berlin, Campus Virchow-Klinikum)

Zussammenfassung

Die Maligne Hyperthermie ist eine pharmakogenetische Erkrankung, deren Grundlage eine angeborene Abnormität im Skelettmuskelmetabolismus (insb. für Kalzium) darstellt. Werden disponierten Personen bestimmte Anästhetika verabreicht (Inhalationsanästhetika, depolarisierende Muskelrelaxantien), wird der Zellmetabolismus derart unkontrolliert beschleunigt, dass die Integrität der Skelettmuskelfasern verloren geht. Hieraus kann sich ein Multiorganversagen mit potentiell letalem Ausgang entwickeln. Als Ursache für die Kalziumstoffwechselstörung kommen Mutationen im Gen für den Ryanodinrezeptor (RYR1) der Skelettmuskulatur in Frage.

Der momentan hauptsächlich angewendete In-vitro-Kontrakturtest, welcher präsymptomatisch die Veranlagung diagnostizieren kann, erfordert eine chirurgisch entnommene Muskelprobe. Ein DNA-Test ist bisher nur für 28 der über 100 bekannten Mutationen im RYR1-Gen zugelassen. Grund dafür ist der noch fehlende funktionelle MH-Kausalitätsbeweis für die meisten bekannten Mutationen. Ziel des Forschungsprojektes ist es daher, die kausale MH-Assoziation einer Reihe weiterer wichtiger Mutationen, die bei MH-Patienten nachgewiesen wurden, über eine site-directed Mutagenese und nachfolgende Transfektion in humane Myotubekulturen zu beweisen. Denkbar ist letztlich ein DNA-basierter Screeningtest, der billiger, schneller und sicherer eine eindeutige Diagnostik bei MH Patienten zulässt.

Auswirkungen von Ryanodinrezeptormutationen auf die Kalziumhomöostase in Skelettmuskelzellen

Beteiligte Wissenschaftler

Dr. Markus Wehner (E-Mail), PD Dr. H. Rüffert, Dr. C.D. Meinecke, D. Geier (Universtätsklinikum Leipzig, Klinik und Poliklinik für Anästhesiologie und Intensivtherapie)

Prof. Dr. M. Digweed (Institut für Humangenetik, Charité - Universitätsmedizin Berlin, Campus Virchow-Klinikum)

Zusammenfassung

Derzeit sind über 80 Maligne-Hyperthermie-assoziierte Mutationen im skelettmuskulären Ryanodinrezeptorgen bekannt. Nur ein Teil beeinflusst jedoch die Kalziumhomöostase. Von der European Malignant Hyperthermia Group (EMHG) sind derzeit 28 Mutationen als kausal anerkannt. Dies bildet die Vorraussetzung für die Anwendung der molekulargenetischen Diagnostik der Malignen Hyperthermie und dient damit der Vermeidung des invasiven In-Vitro-Kontraktur-Tests. Die EMHG hat sich auf Kriterien für die Anerkennung einer kausalen Mutation geeinigt, die u.a. den molekularbiologischen Nachweis einer gestörten intrazellulären Kalziumhomöostase beinhaltet. Die eigene eingesetzte Methode mit primären humanen Myotuben ist ein von der EMHG anerkanntes Verfahren. Ziel der laufenden Untersuchungen ist der Nachweis einer pathologischen Kalziumhomöostase mit dem Modell der primären humanen Myotuben bei Trägern von Mutationen im skelettmuskulärem Ryanodinrezeptorgen. Damit können mögliche neue kausale Mutationen identifiziert werden.

Veröffentlichungen

Buchbeiträge

Henrik Rueffert:
Advances in the pre-clinical diagnosis of malignant hyperthermia.
In: Progress in Medical Genetics. Hrg. Marlene A. Horry; Verlag: NOVA Science Publishers Inc.; Hauppauge NY, 2006, pp 65-83 ISBN: 1-59454-489-1

Thierry Girard, Henrik Rueffert:
Malignant Hyperthermia - Molecular Testing.
In: Encyclopedia of Medical Genomics and Proteomics. Hrg. Jürgen Fuchs, Maurizio Podda; Verlag: Dekker Encyclopedias (Tayler and Francis Group Ltd) New York, 2005 pp 1-5 ISBN: 0-8247-5502-2

Derk Olthoff:
Fulminant malignant Hyperthermia Crisis.
In: Malignant Hyperthermia. Hrg. J. Schulte am Esch, J.Scholz, F. Wappler. PabstScience Publishers 2000; Lengerich, Berlin, Riga, Rom, Wien Zagreb, pp. 32-36 ISBN: 3-934252-71-0

Originalien

Wehner M, Rueffert H, Koenig F, Olthoff D.
Functional characterization of malignant hyperthermia-associated RyR1 mutations in exon 44, using the human myotube model.
Neuromuscul Disord. 2004 Jul;14(7):429-37.

Rueffert H, Olthoff D, Deutrich C.
Spontaneous occurrence of the disposition to malignant hyperthermia.
Anesthesiology. 2004 Mar;100(3):731-3. No abstract available.

Rueffert H, Olthoff D, Deutrich C, Schober R, Froster UG.
A new mutation in the skeletal ryanodine receptor gene (RYR1) is potentially causative of malignant hyperthermia, central core disease, and severe skeletal malformation.
Am J Med Genet A. 2004 Jan 30;124(3):248-54.

Wehner M, Rueffert H, Koenig F, Olthoff D.
Calcium release from sarcoplasmic reticulum is facilitated in human myotubes derived from carriers of the ryanodine receptor type 1 mutations Ile2182Phe and Gly2375Ala.
Genet Test. 2003 Fall;7(3):203-11.

Wehner M, Rueffert H, Koenig F, Meinecke CD, Olthoff D.
The Ile2453Thr mutation in the ryanodine receptor gene 1 is associated with facilitated calcium release from sarcoplasmic reticulum by 4-chloro-m-cresol in human myotubes.
Cell Calcium. 2003 Aug;34(2):163-8.

Robinson RL, Anetseder MJ, Brancadoro V, van Broekhoven C, Carsana A, Censier K, Fortunato G, Girard T, Heytens L, Hopkins PM, Jurkat-Rott K, Klinger W, Kozak-Ribbens G, Krivosic R, Monnier N, Nivoche Y, Olthoff D, Rueffert H, Sorrentino V, Tegazzin V, Mueller CR.
Recent advances in the diagnosis of malignant hyperthermia susceptibility: how confident can we be of genetic testing?
Eur J Hum Genet. 2003 Apr;11(4):342-8.

Wehner M, Rueffert H, Koenig F, Neuhaus J, Olthoff D.
Increased sensitivity to 4-chloro-m-cresol and caffeine in primary myotubes from malignant hyperthermia susceptible individuals carrying the ryanodine receptor 1 Thr2206Met (C6617T) mutation.
Clin Genet. 2002 Aug;62(2):135-46.

Rueffert H, Olthoff D, Deutrich C, Froster UG.
Aktuelle Aspekte der Diagnostik der malignen Hyperthermie.
Anaesthesist. 2002 Nov;51(11):904-13. Review. German.

Rueffert H, Olthoff D, Deutrich C, Meinecke CD, Froster UG.
Mutation screening in the ryanodine receptor 1 gene (RYR1) in patients susceptible to malignant hyperthermia who show definite IVCT results: identification of three novel mutations.
Acta Anaesthesiol Scand. 2002 Jul;46(6):692-8.

Rueffert H, Olthoff D, Deutrich C, Froster UG.
Determination of a positive malignant hyperthermia (MH) disposition without the in vitro contracture test in families carrying the RYR1 Arg614Cys mutation.
Clin Genet. 2001 Aug;60(2):117-24.

Rueffert H, Olthoff D, Deutrich C, Thamm B, Froster UG.
Homozygous and heterozygous Arg614Cys mutations (1840C-->T) in the ryanodine receptor gene co-segregate with malignant hyperthermia susceptibility in a German family.
Br J Anaesth. 2001 Aug;87(2):240-5.

Rueffert H, Kraus H, Olthoff D, Deutrich C, Froster UG.
Identification of a novel mutation in the ryanodine receptor gene (RYR1) in patients with malignant hyperthermia.
Hum Mutat. 2001 Mar;17(3):238.

Rueffert H, Olthoff D, Deutrich C, Kraus H, Froster UG.
Identification of a novel polymorphism (IVS45+20 C/A) in the splice site of intron 45 of the ryanodine receptor gene (RYR1).
Hum Mutat. 2000 Oct;16(4):376.

Rueffert H, Olthoff D, Deutrich C, Thamm B, Froster U.
In-vitro-Kontrakturtest und Gentypisierung in der Maligne Hyperthermie-Diagnostik.
Anaesthesist. 2000 Feb;49(2):113-20.

Olthoff D, Vonderlind C.
Anästhesie-unabhängige Auslösung einer tödlichen Maligne Hyperthermie-Krise.
Anaesthesist. 1997 Dec;46(12):1076-80.

Olthoff D, Deutrich C, Meinecke CD.
Diagnosis of disposition for malignant hyperthermia--an updated review based on 1,001 studies
Anaesthesiol Reanim. 1997;22(2):32-40. Review.