CFTR-Funktionsdiagnostik
In seltenen Fällen hat eine Person Symptome einer Mukoviszidose, aber weder der Schweißtest noch der Gentest bringen eine eindeutige Diagnose. In diesen Fällen können weitere Untersuchungen der CFTR-Funktionsdiagnostik durchgeführt werden, zum Beispiel eine Nasale Potentialdifferenzmessung (nPD) oder eine Intestinale Strommessung (ICM). Diese Methoden können darüber hinaus angewendet werden, um herauszufinden, ob CFTR-Modulatoren bei einer Person wirken. Dies kann auch an zuvor entnommenen Zellen (zum Beispiel Organoiden) untersucht werden. Wir geben auf dieser Seite einen Überblick über die verschiedenen Methoden der CFTR-Funktionsdiagnostik.
Messung der CFTR-Funktion, wie sie aktuell im Körper vorliegt
CFTR-Funktionsmessungen an Gewebeproben aus dem Darm (ex-vivo)
Intestinale Strommessung (ICM für Intestinal Current Measurement):
An frisch entnommenen Gewebebiopsien des Enddarms (intestinale Biopsien) wird der Stromfluss gemessen, um die Aktivität des CFTR-Kanals zu messen. Der Gendefekt der Mukoviszidose führt zu einer Störung der Durchlässigkeit für Chlorid-Ionen in den Schleimhäuten, so dass die Verteilung der Ionen bei Menschen mit Mukoviszidose im Vergleich zu Gesunden verändert ist. Da Ionen elektrisch geladene Teilchen sind, lassen sich solche Veränderungen über die Messung eines Stroms sichtbar machen. Dieser Stromfluss ist daher bei Menschen mit Mukoviszidose gegenüber Gesunden verändert.
Die Gewebeproben aus dem Enddarm werden durch eine Rektum-Biopsie entnommen. Die Untersuchung ist weitestgehend schmerzfrei und kann daher in allen Altersgruppen problemlos durchgeführt werden.
CFTR-Funktionsmessung an der Nasenschleimhaut (nPD) werden direkt am Menschen durchgeführt (in-vivo)
Nasale Potentialdifferenzmessung (nPD nasal Potential Difference)
Bei der nasalen Potentialdifferenzmessung werden elektrische Spannungsunterschiede direkt in der Nase gemessen. Diese geben Auskunft über die CFTR-Funktion, da die Spannung in den Zellen bei Menschen mit Mukoviszidose gegenüber Menschen ohne Mukoviszidose verändert ist. Die nPD kann in der Regel ab dem Schulalter durchgeführt werden.
Die Methoden nPD und ICM können sowohl zur Diagnostik (bei unklaren Mukoviszidose-Fällen) als auch zur Messung der nach Einnahme von Modulatoren verstärkten CFTR-Funktion im entsprechenden Organ verwendet werden.
Messung der CFTR-Funktionsmessungen in Zellkulturen (d. h. nach Anzucht der Zellen in-vitro)
Darm-Organoide
Aus Zellen des Enddarms werden Darm-Organoide (Mini-Organe) angezüchtet. An diesen wird gemessen, wie sie sich nach Zugabe von bestimmten Substanzen (z.B. Forskolin) verhalten. Darm-Organoide von Menschen mit Mukoviszidose schwellen nach Zugabe von Forskolin im FIS-Test (Forskolin Induced Swelling) nicht oder nur wenig an. So kann optisch unter dem Mikroskop festgestellt werden, ob der CFTR-Kanal funktioniert oder nicht. Dadurch kann die Wirkung von Modulatoren durch diesen Test in vitro untersucht werden.
Die Gewebeproben aus dem Enddarm werden durch eine Rektum-Biopsie entnommen. Es können auch die im Rahmen der intestinalen Strommessung gewonnene Biopsien im Anschluss an die Messung zur Anzüchtung von Darmorganoiden verwendet werden. Die Durchführung des Tests ist daher für alle Altersgruppen möglich
Nasale Epithelzellen und Bronchialzellen
Die Messung der CFTR-Kanal Aktivität kann auch über den Stromfluss an Zellkulturen von Bronchialzellen (BE) und Nasenzellen (NE) bestimmt werden. Hier sind u. a. Verfahren entwickelt worden, bei denen die Zellen im Reagenzglas kultiviert werden und so die Wirkung von Substanzen wie Modulatoren auf die Zellen untersucht werden kann. Es ist außerdem möglich, die Zellen in Biobanken für Messungen zu späteren Zeitpunkten zu lagern.
Die Zellen aus den oberen Atemwegen werden mittels einer Nasenbürste (ähnlich wie beim Corona-Test) entnommen und der Test kann für alle Altersgruppen durchgeführt werden.
Für diagnostische Zwecke sind die oben beschriebenen Untersuchungen an Zellkulturen bislang nicht validiert.
Personalisierte Medizin?
Die nPD und ICM ermöglichen es, zu untersuchen, ob eine Therapie anspricht, wenn die Person das Medikament bereits einnimmt. Bei den in vitro Modellsystemen wie den Darm-Organoiden und den nasalen oder bronchialen Epithelzellen ist dies nicht möglich, da diese Zellkulturen erst aus Stammzellen angezüchtet werden müssen. Dafür haben diese Modellsysteme den Vorteil, dass Modulatoren oder auch andere noch nicht zugelassene Medikamente als Testsubstanz im Labor zugegeben werden können. Das bedeutet, dass diese Methoden dazu geeignet sind, außerhalb des Körpers zu untersuchen, auf welche Modulatoren eine Person potentiell ansprechen könnte (personalisierte Medizin). Man spricht in diesem Zusammenhang auch von Theratyping.
Wo werden die Methoden der CFTR-Funktionsdiagnostik durchgeführt?
Der Mukoviszidose e. V. hat im Juli 2025 eine Umfrage unter allen Mukoviszidose-Ambulanzen durchgeführt, um herauszufinden, welche CF-Zentren welche Untersuchungen der CFTR-Funktionsdiagnostik anbieten.
Auf einen Blick
Messung der CFTR-Funktion, wie sie aktuell im Körper vorliegt:
- Nasale Potentialdifferenzmessung (nPD nasal Potential Difference measurement), in-vivo Verfahren
- Intestinale Strommessung (ICM für Intestinal Current Measurement), ex-vivo Verfahren
Messung der CFTR-Funktionsmessungen in Zellkulturen (d. h. nach Anzucht der Zellen in-vitro):
- Labortest an Darmorganoiden: FIS (Forskolin Induced Swelling)
- Elektrophysiologische Untersuchung von hBE- (humane bronchiale Epithel-) und hNE- (humane nasale Epithel-) Zellen
Quelle
- S2-Leitlinie Diagnose der Mukoviszidose
- Assays of CFTR Function In Vitro, Ex Vivo and In Vivo; Int. J. Mol. Sci. 2022, 23(3), 1437; https://doi.org/10.3390/ijms23031437
- Potential of Intestinal Current Measurement for Personalized Treatment of Patients with Cystic Fibrosis; J. Pers. Med. 2021, 11(5), 384; https://doi.org/10.3390/jpm11050384
- Standardized Measurement of Nasal Membrane Transepithelial Potential Difference (NPD); J Vis Exp. 2018 Sep 13:(139):57006.
Die Inhalte auf dieser Seite wurden im März 2026 erstellt.