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Der in der Therapie von metastasiertem KRK und SCCHN etablierte Antikörper Cetuximab hat als häufige Nebenwirkungen Hypocalcämie, Hypomagnesiämie und ein akneiformes Exanthem. In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, ob die Verläufe der Serumspiegel von Magnesium und Calcium sowie das Auftreten eines akneiformen Exanthems mit Baseline Patientenmerkmalen assoziiert ist. Zusätzlich wurden diese drei Nebenwirkungen mit dem Therapieansprechen und den Überlebenszeiten (PFS und OS) korreliert. Der Abfall des Serummagnesiumspiegels war dabei über die Therapiedauer progredient. Erstmals konnte ein stärkerer Abfall des Serummagnesiums nachgewiesen werden wenn neben Cetuximab eine Chemotherapie mit einem Platinderivat benutzt wurde. Keine der Baselinecharakteristika der Patienten war mit dem Auftreten einer Hypomagnesiämie assoziiert. In der Untergruppe der Patienten mit metastasierten kolorektalen Karzinom war ein Abfall des Magnesiumwertes um mehr als 5% des Ausgangswert nach zwei Therapiewochen signifikant mit einem längeren progressionsfreien Überleben und Gesamtüberleben assoziiert. Für das Auftreten einer Hypocalcämie fand sich eine eingeschränkte Nierenfunktion vor Therapiebeginn als unabhängiger Risikofaktor. Im Mittel fiel der Calciumwert nur um 3-5% vom Ausgangswert ab und verblieb dann auf diesem Niveau. Ein Abfall des Calciumwertes nach sechs Wochen Therapie auf weniger als 93,9% des Ausgangswertes war mit einem signifikant kürzerem Gesamtüberleben assoziiert. Das Auftreten eines akneiformen Exanthems korrelierte zwar mit dem der Hypomagnesiämie, es konnten jedoch nur leichte, nicht statistisch signifikante Vorteile im Gesamtüberleben und dem progressionsfreien Überleben für die hier untersuchte heterogene Patientengruppe festgestellt werden. In der täglichen Praxis sollte unter einer Therapie mit Cetuximab regelmäßige Kontrollen des Magnesiumspiegels durchgeführt werden. Nur so kann erkannt werden, dass unspezifische Beschwerden der Patienten wie Müdigkeit nicht nur tumorbedingt sondern eventuell auch durch Cetuximabtherapie bedingt sind.

Verschiedene Studien deuten auf eine Beteiligung des Vitamin-D-Hormonsystems in der Entwicklung von Diabetes mellitus hin. Aufgrund eines Defekts in der 1,25(OH)2-Vitamin-D-Synthese stellt das PVDR 1-Schwein ein sehr gutes Modell zur Erforschung der Wirkung von 1,25(OH)2-Vitamin D auf das endokrine Pankreas dar. Die Evaluierung des direkten Einflusses von Vitamin D auf die Langerhans Inseln in vivo erfordert, dass in den Versuchstieren Vitamin D-unabhängige normocalcämische Bedingungen herrschen, da Hypocalcämie per se eine verminderte Funktion des endokrinen Pankreas mit sich bringt. Der Hauptteil dieser Arbeit bestand in den Bestrebungen, diese normocalcämischen Bedingungen dietätisch mit Lactose, Lactulose, Maltitol, Xylitol und Difruktosedianhydrid III (DFA III) zu erzeugen. Vor der Testung der Substanzen auf deren Vermögen den ionisierten Calciumspiegel im Blut zu erhöhen, wurden Toleranztests durchgeführt, um einen negativen Effekt auf die Gesundheit der Versuchsschweine auszuschließen. Die Wirkungstests mit adulten Schweinen ergaben, dass Normocalcämie durch die Zufütterung von Lactose (35%), Lactulose (20%), Maltitol (30%), Xylitol (30%) oder DFA III (6%) in der ursprünglichen Substanz beim PVDR 1-Schwein nicht erreicht werden kann. Dennoch konnten wir zeigen, dass vor allem Xylitol und in abgeschwächter Form auch Lactulose eine tendenzielle Steigerung des ionisierten Calciumgehaltes im Vollblut von homozygoten Schweinen bewirkt. Nachdem in adulten Schweinen keine Normocalcämie mittels unterschiedlich angereichertem Futter erreicht werden konnte, sollte im zweiten Teil der Arbeit überprüft werden, ob mit Hilfe von supplementierten Milchaustauscherfutter (MAT) eine Normalisierung des Calciumhaushaltes bei PVDR 1-Ferkeln möglich ist. Bei heterozygoten Ferkeln hatte DFA III tendenziell einen positiven Effekt auf die Calcium-Konzentration im Blut. Bei homozygoten Ferkeln zeigte sich jedoch kein Effekt auf die Calcium-Konzentration im Blut. Deutliche Unterschiede in den Überlebensraten der Versuchsgruppen, nämlich 80% in der DFA III- und 25% in der Kontrollgruppe, lassen darauf schließen, dass DFA III eine günstige Wirkung auf die Entwicklung der Rachitis bei PVDR 1-Ferkeln hat. Zusätzliche in vitro-Untersuchungen mit Langerhans-Inseln von Wildtyp- und PVDR 1-Ferkeln, durchgeführt um die Wirkung von 1,25(OH)2-Vitamin D auf die Insulinsekretion zu überprüfen, ergaben, dass Vitamin D-stimulierte Wildtyp-Inseln höhere Insulinsekretionen aufwiesen. Die Insulinsekretionen der Pankreas-Inseln von PVDR 1-Tieren, die signifikant niedriger waren als die der Wildtyp-Ferkel, konnten jedoch durch 1,25(OH)2-Vitamin D nicht gesteigert werden. Aufbauend auf diese Studie könnten Folgeversuche mit anderen Substanzen und höheren Tierzahlen diesem Tiermodell eine höhere Aussagekraft verleihen.

In dieser Studie wurde der genetische Defekt der 25-Hydroxyvitamin D3 1α-Hydroxylase (CYP27B1) der PVDR I-Schweine beschrieben. Diese Tiere stellen ein gutes Modell für die Pseudo-Vitamin-D-Mangel-Rachitis Typ I (PVDR I) dar. Die 1α-Hydroxylase ist ein Enzym, dass 25(OH)D3 zu seiner hormonellen Form aktiviert. Wie bei der echten Vitamin-D-Defizienz resultiert die Unfähigkeit Vitamin D3 zu aktivieren in Symptomen der Rachitis. Diese Tiere zeigen niedriege 1,25(OH)2D3-Blutspiegel, hochgradige Hypocalcämie, rachitische Veränderung des Skeletts und erhöhte Parathormon-Blutwerte. Diese Störung trat als spontane Mutation in den 60iger Jahren bei einer Zuchtlinie in Hannover auf. Wir konnten eine Splice-Site-Mutation in der Splice-Donor-Site von Intron 6 (IVS6+1G>A) ausfindig machen. In der cDNA von renalen und nicht-renalen Geweben wurde eine Deletion von Exon 6 gefunden, die in einem Frameshift und in einem verfrühten Stop-Codon resultiert. Zudem analysierten wir die Promotor-Region und die genomische Organisation des porcinen 1α-Hydroxylase-Gens bei dem eine hohe Homologie zum humanen 1α-Hydoxylase-Gen festgestellt wurde. Darüber hinaus wurde die Expression in der Niere und verschiedenen nicht-renalen Geweben, wie der uterinen Cervix, Haut, Lymphknoten, Nebenniere und dem Colon, ermittelt. Da alle Gewebe dieselbe defekte 1α-Hydroxylase exprimieren, gehen wir davon aus, dass das Enzym in den PVDR I-Schweinen enzymatisch inaktiv ist. Die Information über die Punktmutation wurde für die Entwicklung einer neuen, PCR-basierten Genotypisierungsmethode genutzt. Durch die Mutation wurde eine einmalig vorkommende Restriktionsschnittstelle für Bpu10I ausgelöscht, was die Genotypisierung mittels Restriktions-Längen-Fragment-Polymorphismus (RFLP) erlaubte. Zusätzlich etablierten wir eine Amplifikations-Refraktär-Mutations-System-PCR (ARMS), um die Genotypisierung von homozygoten, heterozygoten und Wildtyp-Genotypen zu vereinfachen. Die Expressionsspiegel der 1α-Hydroxylase wurden in einigen Geweben mittels quantitativer PCR in Wildtyp- und homozygoten Tieren bestimmt. In der Niere war die Expression gegenüber den Wildtyp-Tieren signifikant reduziert, wobei in der Haut keine Unterschiede gefunden wurden. Die Aktivierung von Blut-Makrophagen, mit Hilfe von Interferon γ, bewirkte einen Anstieg der 1α-Hydroxylase-Expression. Die regulatorischen Unterschiede in renalen und nichtrenalen Geweben wurden diskutiert. Diese Ergebnisse erlauben es das PVDR I-Schwein als Tiermodell für die Pseudo-Vitamin-D-Mangel-Rachitis Typ I nutzen zu können, um Studien der Regulation des Vitamin-D-Metabolismus und des Calciumstoffwechsels beim Schwein durchführen zu können.