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Ursache

Die Ursache der Mukoviszidose

Mukoviszidose entsteht aufgrund eines Fehlers im Erbgut. Infolge dieses Gendefekts wird in vielen Organen des Körpers ein zäher Schleim produziert. Alles zu den Ursachen der Genkrankheit finden Sie auf dieser Seite.


Wie entsteht Mukoviszidose?

Seit 1989 weiß man, dass die Ursache der Mukoviszidose eine Mutation im Gen CFTR (Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator) ist. Infolge des Gendefektes wird in vielen Organen des Körpers ein zäher Schleim produziert. Mukoviszidose ist nicht ansteckend.

Gendefekt ist Grundlage der Erkrankung

Das CFTR-Gen ist die Grundlage für die Bildung des CFTR-Kanals. Der CFTR-Kanal wird auch als Chloridkanal bezeichnet und sitzt an der Zelloberfläche wie eine Tür. Durch den Kanal (die Tür) kann Chlorid, ein Salzbestandteil, aus der Zelle austreten. Bei Mukoviszidose funktioniert das nicht richtig: Die Tür klemmt, lässt sich nicht oder schlecht öffnen oder wurde gar nicht eingebaut. Deshalb kommt auch kein Salz (Chlorid) durch und die Salzmenge an der Außenseite stimmt nicht. Dies beeinflusst auch andere Salzteilchen, vor allem das Natrium, den Partner von Chlorid im Salz. Zusätzlich fließt Wasser zur höheren Salzkonzentration, also in die Zelle hinein. Der normale Flüssigkeitsfilm, der sich auf den Zellen befindet, hat bei Mukoviszidose durch diese Vorgänge zu wenig Salz und zu wenig Wasser – er trocknet ein und bildet den typischen zähen Schleim. 

Über 2.000 verschiedene Mutationen im CFTR-Gen

Das CFTR-Gen kann an verschiedenen Stellen fehlerhaft sein und das bewirkt unterschiedliche Defekte im CFTR-Kanal, die sich auch im Krankheitsgeschehen unterschiedlich auswirken. Derzeit sind etwa 2.000 verschiedene Mutationen im CFTR-Gen bekannt. Die verschiedenen Mutationen bewirken verschiedene Funktionseinschränkungen des CFTR-Kanals:

  • Die Bildung (Synthese) des Kanals funktioniert nicht, es entstehen keine oder nur wenige CFTR-Kanäle.
  • Der Kanal wird mit falscher dreidimensionaler Struktur gebildet. Kontrollmechanismen der Zelle, die dafür zuständig sind, dass die Zellbestandteile korrekt gebildet werden, bauen den defekten Kanal ab.
  • Es entstehen leicht fehlerhafte CFTR-Kanäle, die zwar nicht von den Kontrollmechanismen der Zelle abgebaut werden, sich aber nur sehr eingeschränkt für den Chlorid-Transport öffnen.
  • Die CFTR-Kanäle werden gebildet und zur Zelloberfläche gebracht, sie werden dort aber vorzeitig wieder durch die eigene Zelle abgebaut.

Viele dieser Auswirkungen können inzwischen durch unterschiedliche Medikamente – sogenannte CFTR-Modulatoren behandelt werden. 


Exkurs: Mutationsklassen

Man kann die vielen verschiedenen Mutationen des CFTR-Gens in sechs Klassen einteilen (s. Abb.). 

  • Bei Klasse I-Mutationen wird der Zusammenbau des CFTR-Proteins frühzeitig gestoppt, so dass überhaupt kein CFTR-Kanal entstehen kann.
  • Bei Mutationen der Klasse II ist der Reifeprozess in der Zelle gestört, so dass die CFTR-Kanäle schnell wieder abgebaut werden. Zu den Mutationen der Klasse II gehört die mit ca. 85% häufigste CFTR-Mutation, die F508del. 
  • Mutationen der Klasse III verursachen eine reduzierte Öffnungswahrscheinlichkeit des CFTR-Kanals und werden als Gating-Mutationen bezeichnet. 
  • Mutationen der Klassen IV bis VI sind sehr selten. Bei diesen Mutationen werden CFTR-Proteine gebildet, allerdings sind diese nicht ausreichend funktionsfähig, es gibt zu wenige von ihnen oder sie sind zu instabil.

Mutationen der Klassen I-III führen in der Regel zu einem fast vollständigen Funktionsverlust des CFTR-Kanals, während bei den Klassen IV, V und VI meist noch eine Restfunktion nachweisbar ist.

Einige Klasse I- und Klasse V-Mutationen bewirken, dass das CFTR-Gen gar nicht abgeschrieben wird, d. h. es entsteht keine Genkopie (mRNA), die als Vorlage zur Herstellung des CFTR-Proteins genutzt werden kann. Bei solchen Mutationen können CFTR-Modulatoren (neuartige Therapieansätze, z.B. Kaftrio, Kalydeco) nicht wirken, da diese am CFTR-Protein direkt ansetzen. Aber auch hier gibt es vielversprechende Forschungsansätze, die helfen könnten, wie die Aktivierung alternativer Chloridkanäle oder auch gentherapeutische Ansätze.


CFTR-Varianten anstatt Mutationen

Behandelnde und Forschende sprechen immer häufiger von „CFTR-Variationen“ anstelle von „CFTR-Mutationen“, denn mit dem Begriff „Mutation“ wird in der Regel eine krankmachende Eigenschaft verbunden. Für die meisten der über 2.000 bislang identifizierten CFTR-Varianten, ist aber noch nicht bekannt, ob sie tatsächlich Mukoviszidose verursachen. Der Übergang zwischen gesund und krank ist allerdings fließend und auch Menschen, bei denen nur ein CFTR-Gen verändert ist, können CF-ähnliche Symptome zeigen (CFTR-bedingte oder assoziierte Erkrankungen). 

Mukoviszidose-ähnliche Erkrankungen

Wenn beide CFTR-Gene von bestimmten Mutationen betroffen sind, liegt die Krankheit Mukoviszidose vor. Früher herrschte die Annahme, dass wenn nur ein CFTR-Gen mutiert ist, der Defekt zwar vererbt werden kann, aber die Person selber nicht krank ist (gesunder Genträger). Das gilt heute als überholt, man spricht stattdessen von einem CFTR-Kontinuum: Je weniger CFTR-Funktion ein Mensch hat, desto kränker ist er. Es zeigen sich dabei verschiedene CFTR-Krankheitsbilder mit Überlappungsbereichen:  

  • Mukoviszidose mit Erkrankung der Bauchspeicheldrüse (Pankreasinsuffizienz)
  • Mukoviszidose ohne Erkrankung der Bauchspeicheldrüse (Pankreassuffizienz)
  • CFTR-bedingte Erkrankungen (CFTR-Related Disorder): Durch CFTR-Funktionsverlust verursachte Erkrankungen, z.B. Bronchiektasen, chronische Entzündung der Bauchspeicheldrüse, Lebererkrankung, Unfruchtbarkeit beim Mann 
  • CFTR-assoziierte Erkrankungen (CFTR-Associated Disorder): Durch Funktionseinschränkung begünstigte Erkrankung, aber CFTR ist nicht einzige Ursache

CFSPID – wenn die Diagnose unsicher bleibt

Aufgrund der Einführung des Neugeborenen-Screenings im Jahr 2016 kann die Mukoviszidose schon früh erkannt werden. Das Neugeborenen-Screening führt aber auch dazu, dass unklare Diagnosen auftreten können. Es kann z.B. das Neugeborenen-Screening auffällig sein und der Schweißtest grenzwertig, aber es werden trotzdem ein oder zwei veränderte Gene gefunden, von denen man nicht weiß, ob sie die Krankheit Mukoviszidose auslösen. Man spricht dann von CFSPID: Cystic Fibrosis Screening Positive Inconclusive Diagnosis. CFSPID ist zunächst keine Erkrankung, kann aber zu einer Erkrankung werden und zwar zu Mukoviszidose oder zu einer CF-assoziierten oder CF-bedingten Erkrankung (CFTR-RD).

Weitere Informationen zum Neugeborenen-Screening

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Die kompakte Broschüre erklärt das Krankheitsbild Mukoviszidose, verschafft einen Überblick über die verschiedenen Therapiesäulen bei der Behandlung der seltenen Erbkrankheit und stellt die Arbeit des Mukoviszidose e.V. vor.

Quellen

  • Elborn JS. Cystic fibrosis. Lancet. 2016 Nov 19;388(10059):2519-2531.
  • Ballmann, M., Smaczny C, Sutharsan S, Dittrich AM.: CF-Manual, 3. Auflage 2022, Thieme  Verlag
  • Reinhardt D., Götz M., Kraemer R., Schöni M.H.: Cystische Fibrose 2001, Springer Verlag
  • Hügel C, Grünewaldt A, Smaczny C, Eickmeier O, Wagner TOF. Update Mukoviszidose, Pneumonews 2016; 8 (4)
  • Bell SC, Mall MA, Gutierrez H, et al. The future of cystic fibrosis care: a global perspective. Lancet Respir Med. 2020 Jan;8(1):65-124.
  • Sermet-Gaudelus I, Girodon E, Vermeulen F, et al. ECFS standards of care on CFTR-related disorders: Diagnostic criteria of CFTR dysfunction, J Cyst Fib. 2022; 21: 922–936.
  • Simmonds NJ., Southern KW., De Wachter E., et al. ECFS standards of care on CFTR-related disorders: Identification and care of the disorders. J Cyst Fibros 2024 Mar 19:S1569-1993(24)00037-7.
  • Castellani C, Simmonds NJ, Barben J, et al. Standards for the care of people with cystic fibrosis (CF): A timely and accurate diagnosis. J Cyst Fibros. 2023 Nov;22(6):963-968.

Die Inhalte auf dieser Seite wurden im April 2024 erstellt. 

Zuletzt aktualisiert: 05.03.2025