Verbund

NEOCYST - Multidisziplinäres Netzwerk zur Erforschung der Pathogenese, der klinischen Präsentation und der Prognose hereditärer zystischer Nierenerkrankungen im Kindesalter

Erbliche zystische Nierenerkrankungen sind eine der häufigsten Ursachen eines chronischen Nierenversagens im Kindesalter. Die Hauptschwierigkeit im Umgang mit zystischen Nierenerkrankungen stellt die hohe klinische und genetische Variabilität (> 50 bekannte Gene) sowie die schwierige Abgrenzbarkeit der einzelnen zystischen Erkrankungen zu einander dar. Ziel des interdisziplinären Netzwerks NEOCYST ist eine verbesserte Patientenversorgung und optimierte Beratung hinsichtlich der renalen Prognose und des Auftretens extrarenaler Organbeteiligungen. Dies soll durch Erarbeitung tragfester Genotyp-Phänotyp-Korrelationen zum einen und durch ein verbessertes Verständnis zugrundeliegender Gen-Defekte sowie der Identifizierung beteiligter Signalwege und gemeinsamer pathophysiologischer Mechanismen zum anderen erreicht werden. Um diese Ziele zu verwirklichen, werden bereits existierende nationale Register für zystische Nierenerkrankungen (ARPKD, Nephronophthise, HNF1ß, Bardet-Biedl-Syndrom) auf einer neuen gemeinsamen Plattform integriert und auf einander abgestimmt. Hierdurch sind ideale Voraussetzungen für die Erarbeitung von Genotyp-Phänotyp-Korrelationen geschaffen. Die genetische Aufarbeitung bislang ungeklärter Patienten mittels Next-Generation-Sequencing soll bei der Identifizierung neuer "Zysten-Gene" helfen. Die Etablierung einer gemeinsamen Biobank ermöglicht darüber hinaus translationale Forschungsprojekte zur Identifizierung gemeinsamer Pathomechanismen mit speziellem Fokus auf der Untersuchung von Zilienlänge, planarer Zellpolarität und der zellbiologischen Aufarbeitung betroffener Signalkaskaden. Anhand innovativer Urinomics-Diagnostik sollen darüber hinaus im Rahmen einer klinischen Studie Krankheits-spezifische Urinproteinmuster identifiziert werden. Abschließend ist die Erarbeitung von „Standard of Care-Leitlinien“ vorgesehen, die die klinische Versorgung von Patienten mit zystischen Nierenerkrankungen vereinheitlichen und verbessern wird.

Koordinator:
Prof. Dr. Martin Konrad
Universitätskinderklinik Münster
Allgemeine Pädiatrie, Pädiatrische Nephrologie
Waldeyerstrasse 22
48149 Münster
Tel.: 0251 9813331
Fax: 0251 9813336
E-Mail: konradma@uni-muenster.de
www.neocyst.de

Teilprojekte

Koordinationszentrum des NEOCYST Consortiums

Förderkennzeichen: 01GM1515A
Gesamte Fördersumme: 434.837 EUR
Förderzeitraum: 2016 - 2019
Projektleitung: Prof. Dr. Martin Konrad
Adresse: Westfälische Wilhelms-Universität Münster, Universitätsklinikum, Klinik und Poliklinik für Kinder- und Jugendmedizin, Allgemeine Pädiatrie
Albert-Schweitzer-Str. 33
48149 Münster

Koordinationszentrum des NEOCYST Consortiums

Das Subprojekt 2.1 stellt hierbei einen zentralen Bestandteil des Gesamt-Vorhabens dar, indem es durch Etablierung eines zentralen Studienbüros den Eingang sowie die Verbreitung von Informationen koordiniert und so eine effiziente Kommunikation und Kooperation innerhalb des Forschungsverbundes ermöglicht. Gleichzeitig kommt der Studienzentrale die Aufgabe zu, klinische, genetische und molekularbiologische Forschungsergebnisse zu integrieren und zusammenfassend den Verbundpartnern sowie der breiten Öffentlichkeit zugänglich zu machen. Gemeinsam mit den Partnern aus Subprojekt 2.2 wird eine Webseite des NEOCYST-Verbundes erstellt und regelmäßig aktualisiert, welche als Informations-Plattform fungiert und alte wie neu gewonnene Informationen zu zystischen Nierenerkrankungen bereitstellt. Der Eingang und die Publikation neuer Forschungserkenntnisse auf der Webseite werden dabei zentral durch das Studienbüro koordiniert. Auch die darüber hinaus gehende Verbreitung von Forschungsergebnissen des NEOCYST-Verbundes mittels jährlicher Informationsschreiben und Pressemitteilungen stellt eine zentrale Aufgabe dieses Subprojektes dar. Zusammen mit den Partnern aus Subprojekt 2.4 wird darüber hinaus eine standardisierte Richtlinie zur „Diagnostik und Therapie zystischer Nierenerkrankungen" erarbeitet und publiziert werden. Schließlich ist die Studienzentrale für die Organisation jährlicher Treffen der Verbundpartner sowie des Steering Committees und des externen Advisory Board verantwortlich.

Die NEOCYST-Föderation von Registern

Förderkennzeichen: 01GM1515B
Gesamte Fördersumme: 104.733 EUR
Förderzeitraum: 2016 - 2019
Projektleitung: Dr. Martin Lablans
Adresse: Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ), G230: Medizinische Informatik in der Translationalen Onkologie
Im Neuenheimer Feld 280
69120 Heidelberg

Die NEOCYST-Föderation von Registern

Das Teilprojekt verfolgt verschiedene Ziele, die nicht nur für das NEOCYST-Konsortium sondern allgemein für das Forschungsgebiet der Medizininformatik von Bedeutung sind: 1) Der Aufbau eines einzelnen großen virtuellen Registers bestehend aus vier unabhängigen kleineren Registern; 2) Die Anpassung bereits geförderter Werkzeuge zum Zweck einer ersten metadaten-basierten Vernetzung existierender klinischer Register; 3) Die Analyse der Datenstrukturen in den existierenden Registern und eine Harmonisierung der Kommunikationsabläufe; 4) Konzeption und Entwicklung von vorgefertigten Abfragen, z. B. zur Generierung regelmäßiger Berichte über Kennzahlen, die von der dezentralen Suche geliefert werden.

Molekulargenetische Charakterisierung zystischer Nierenerkrankungen und verwandter Ziliopathien

Förderkennzeichen: 01GM1515C
Gesamte Fördersumme: 705.649 EUR
Förderzeitraum: 2016 - 2019
Projektleitung: Prof. Dr. Carsten Bergmann
Adresse: Bioscientia Institut für Medizinische Diagnostik GmbH
Konrad-Adenauer-Str. 17
55218 Ingelheim

Molekulargenetische Charakterisierung zystischer Nierenerkrankungen und verwandter Ziliopathien

Hauptziel dieses Teilprojekts ist die Erstellung einer Plattform zur Ermöglichung von schnellen, umfassenden und gezielten genetischen Analysen eines breiten Spektrums zystischer Nierenerkrankungen und Ziliopathien. Eine eindeutige Diagnose wird als Basis dienen für genetische Beratung, Genotyp-/Phänotyp-Korrelationen und eine verbesserte klinische Behandlung von Patienten. Bei Patienten ohne Mutationen in bekannten Genen weird mittels einer Exomsequenzierung (WES) versucht, neue Gene zu identifizieren. Folgende Arbeitsschritte sind geplant: 1. Koordination mit Netzwerk-Partnern; 2. Per NGS Multi-Gen-Panel gezielte Resequenzierung von betroffenen Patienten mit den in diesem Projekt beschriebenen Phänotypen; 3. Klinische Neu-Evaluierung von Patienten mit negativem Mutationsbefund; 5. Evaluierung vorläufiger Genotyp-/Phänotyp-Daten/Etablierung von verbesserten genetischen Screening-Algorithmen/Publikation; 6. Exom-Komplettsequenzierung von Patienten ohne Mutationsbefund in den bekannten Genen; 7. Gezieltes NGS von neu identifizierten Krankheitsgenen bei einer Patientengruppe mit negativen Mutationsbefunden (in Zusammenarbeit mit anderen internationalen Gruppen mit großen Patientenkollektiven, was sich in der Vergangenheit als erfolgreich erwiesen hat); 8. Funktionale Charakterisierung von neu identifizierten Genen (in Zusammenarbeit mit translationalen Teilprojekten); 9. Vorbereitung und Einreichung von Erkenntnissen zur Publikation.

Teilprojekt 4: Klinische Leitlinien des NEOCYST-Konsortiums

Förderkennzeichen: 01GM1515D
Gesamte Fördersumme: 128.270 EUR
Förderzeitraum: 2016 - 2019
Projektleitung: Prof. Dr. Franz Schäfer
Adresse: Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Medizinische Fakultät und Universitätsklinikum Heidelberg, Zentrum für Kinder- und Jugendmedizin, Klinik Kinderheilkunde I
Im Neuenheimer Feld 430
69120 Heidelberg

Teilprojekt 4: Klinische Leitlinien des NEOCYST-Konsortiums

Vorhabensziele des Teilprojektes sind: Analyse der aktuellen Behandlungspraxis bei zystischen Nierenerkrankungen Analyse der genetischen, molekularen und klinischen Informationen aus dem NEOCYST-Projekt. Entwicklung von Consensus-Papieren und klinischen Leitlinien zur Diagnostik und Therapie von zystischen Nierenerkrankungen. Ein „Standards of Care"-Kommitee (SOCK) aus NEOCYST-Partnern und externen Experten wird Themenbereiche mit Standardisierungsbedarf definieren. Themenrelevante Informationen werden durch formale Literatur-Reviews, Analyse der NEOCYST-Datenbank und Online-Umfragen unter Kindernephrologen gesammelt. Je nach Thematik und Datenlage werden klinische Praxisleitlinien, Positionspapiere, Standard Operating Procedures und/oder Management-Algorithmen entwickelt. Die Sichtung der medizinischen Evidenz erfolgt in fünf eintägigen Workshops, die vom Projektmanager intensiv vor- und nachbereitet werden.

Teilprojekt 5: Zilienbiologie bei zystischen Nierenerkrankungen

Förderkennzeichen: 01GM1515E
Gesamte Fördersumme: 213.332 EUR
Förderzeitraum: 2016 - 2019
Projektleitung: Dr. Max Christoph Liebau
Adresse: Universität zu Köln, Klinik und Poliklinik für Kinder- und Jugendmedizin, Abt. Pädiatrische Nephrologie, Immunologie und Hypertensiologie
Kerpener Str. 62
50937 Köln

Teilprojekt 5: Zilienbiologie bei zystischen Nierenerkrankungen

Das Teilprojekt 5 widmet sich hierbei in einem translationalen Ansatz grundlagenwissenschaftlich-zellbiologischen Fragestellungen. Anhand von Bioproben und unter Berücksichtigung der genetischen und klinischen Befunde sowie der anderen Teilprojekte werden in diesem Teilabschnitt molekulare Mechanismen untersucht, die pathophysiologisch für das Fortschreiten der Erkrankungen relevant erscheinen und die zu beobachteten klinischen Überlappungen zwischen den verschiedenen Gruppen von Patienten beitragen können. Unter Berücksichtigung der klinischen und genetischen Daten z. B. aus den anderen Projekten werden u. a. anhand der gesammelten Bioproben Zilien und zilienassoziierte Signalwege untersucht, und der Effekt von definierten Patientenmutationen auf die Zilienbiologie sowie auf die epitheliale Morphogenese und Homöostase untersucht. Hierbei wird besonders auf Veränderungen von Zilienlänge, Zilienstruktur, intrazellulären Signalwegen und Epithelfunktion, die mit besonders ausgeprägtem oder mildem klinischen Verlauf einhergehen, geachtet. So können mögliche therapeutische Ansatzpunkte für eine zielgerichtete Therapie der Zukunft identifiziert werden. Die verschiedenen involvierten Labore, die jeweils über eine große Erfahrung in diesem Feld verfügen, tragen hierzu komplementäre Aspekte bei. Die Effekte genetischer Veränderungen auf die Zilienbiologie, zilienassoziierten Signalkaskaden, epitheliale Morphogenese und Homöostase können so auf unterschiedlichen Ebenen und unter unterschiedlichen Aspekten untersucht werden.

Teilprojekte 5, 6, 7

Förderkennzeichen: 01GM1515F
Gesamte Fördersumme: 436.237 EUR
Förderzeitraum: 2016 - 2019
Projektleitung: Prof. Dr. Lars Pape
Adresse: Medizinische Hochschule Hannover, Zentrum Kinderheilkunde und Jugendmedizin, Klinik für Kinderheilkunde, Päd. Nieren-, Leber- und Stoffwechselerkrankungen
Carl-Neuberg-Str. 1
30625 Hannover

Teilprojekte 5, 6, 7

Momentan existiert kein Test, um die Entwicklung der Nierenfunktion bei seltenen, erblichen, zystischen Nierenerkrankungen wie ARPKD, Nephronophthise, Barded-Biedl Syndrom und HNF1B Nephropathie vorherzusagen. Es wurde im Vorfeld gezeigt, dass Urin-Proteomanalyse mittels an Capillarelektrophorese gekoppelter Messenspektrometrie (CE-MS) die Entwicklung von Erkrankungen im Kindesalter wie bei vesikoureteralem Reflux und Ureterabgangsstenose vorhersagen kann. Ziel der Studie ist es, einen Test zu etablieren und zu validieren, der die Entwicklung der Nierenfunktion innerhalb der kommenden zwei Jahre bei Patienten mit zunächst normaler Nierenfunktion vorhersagen kann. Die Patienten werden im Rahmen des NEOCYST-Registers erfasst, das auch alle Patientendaten bereitstellt. Nachdem die Datenbank geschlossen wurde, werden die Patienten in zwei Gruppen eingeteilt: Die Fallgruppe mit 30 Patienten, die den deutlichsten GFR-Abfall unter 80 ml/min/1,73m²KOF zeigten und die Kontrollgruppe mit den höchsten GFR-Werten zwischen 80-120 ml/min/1,73m² KOF innerhalb der zwei Jahre. In der Etablierungsphase werden jeweils 15 Patienten aus der Fall- und Kontrollgruppe willkürlich ausgewählt und deren individuellen Proteom-Muster verglichen. Es werden Anpassungen zur Korrektur der Alphafehler-Inflation vorgenommen, um die Peptide zu identifizieren, die die Gruppen unterscheiden. Alle so identifizierte Proteine werden ohne Gewichtung genutzt, um die Datensätze in einem p-dimensionalen Raum darzustellen. Mittels Software werden die Proben in diesem p-dimensionalen Raum durch support-vector-machine learning differenziert. Eine ROC-Analyse wird genutzt, um den optimalen Cut-off zu wählen. In der Validierungsphase werden die verbleibenden 15 Fälle und 15 Kontrollen analysiert. Anhand des zuvor festgelegten Cut-Off-Wertes kann Sensitivität, Spezifität des Testes errechnet werden.

Zilienbiologie bei zystischen Nierenerkrankungen

Förderkennzeichen: 01GM1515G
Gesamte Fördersumme: 149.760 EUR
Förderzeitraum: 2016 - 2019
Projektleitung: Prof. Dr. Carsten Bergmann
Adresse: Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Medizinische Fakultät, Universitätsklinikum Freiburg, Abt. Innere Medizin IV, Nephrologie und Allgemeinmedizin
Hugstetter Str. 55
79106 Freiburg

Zilienbiologie bei zystischen Nierenerkrankungen

Dieses Unterprojekt als Teil des Projekts 5 widmet sich in einem translationalen Ansatz grundlagenwissenschaftlich-zellbiologischen Fragestellungen. Anhand von Bioproben und unter Berücksichtigung der genetischen und klinischen Befunde der anderen Teilprojekte werden in diesem Teilabschnitt molekulare Mechanismen untersucht, die pathophysiologisch für das Fortschreiten der Erkrankungen relevant erscheinen und die zu beobachteten klinischen Überlappungen zwischen den verschiedenen Gruppen von Patienten beitragen können. Arbeitsschritte sind: 1. Auswahl genotypisch und phänotypisch charakterisierter Proben und Generierung entsprechender CRISPR knockout Zelllinien; 2. Charakterisierung von DDR, WNT und HIF Signaltransduktion in IMCD und MDCK knockdown Zellen; 3. Generierung von Zellen zur Untersuchung des „mutational load; 4. Untersuchung der DDR, WNT und HIF Signaltransduktion in IMCD und MDCK "mutational load” Zellen; 5. Funktionelle Analyse von Schlüsselergebnissen des Konsortiums in Xenopus laevis; 6. Vorbereitung und Einreichung von Ergebnissen zur Publikation.